Optical-infrared flares and radio afterglows by Jovian planets inspiraling into their host stars
当一颗行星进入它的主星时,它释放出的引力能被转化为一个膨胀的热等离子体气泡。我们研究了从泡沫的辐射,并表明,它包括即时的光学红外发射和随后的无线电余辉。M31和大麦云云的瞬发辐射可以用大视场的光学-近红外瞬变巡天探测到。随后的射电余辉可探测$10^{3-4}$ ~年。事件发生率取决于巨行星形成和动力学中的不确定参数。未来对该速率的观测将制约相关的理论模型。如果事件发生率很高(>每年发生几次事件),则星周盘通常必须像最近的数值模拟所建议的那样大。
2016-12-07 astro-ph.EP astro-ph.HE
Precursor flares of short gamma-ray bursts from crust yielding due to tidal resonances in coalescing binaries of rotating, magnetized neutron stars
GW 170817和GRB 170817 A的同时探测表明,短伽马射线暴可能与中子星-中子星合并事件有关。虽然很罕见,但有些爆发显示出早期发射的情节,在主爆发之前的$\sim 10$秒内观察到前兆耀斑。当恒星因引力波发射而螺旋上升时,相互引潮力的作用导致恒星振荡模的激发,这些振荡模可能与轨道运动发生共振。模式振幅大幅增加,在一段时间的共振潮汐能沉积到恒星。中子星的地壳由于振荡而受到剪切应力,如果共振振幅足够大,可能会变得过度紧张。这种过度紧张可能导致断裂或地震,释放能量,从而在合并之前为前兆活动提供燃料。使用一些简单的麦克劳林球体模型,我们调查的磁场和快速旋转的潮汐强迫$f$ -和$r$ -模式的影响,并连接相关的本征频率与轨道频率相对应的前兆事件,例如,GRB 090510。
2020-03-27 astro-ph.HE
Internal Energy Dissipation of Gamma-Ray Bursts Observed with Swift: Precursors, Prompt Gamma-rays, Extended emission and Late X-ray Flares
我们联合分析了伽马射线暴(GRB)的BAT和XRT观测到的数据上的雨燕任务的内能耗散过程中,包括前体,即时伽马射线发射,扩展的软伽马射线发射,和后期X射线耀斑的全球观点。贝叶斯块方法被用来分析BAT光变曲线,以确定各种排放事件。我们的研究结果表明,这些排放成分可能共享一个相同的物理起源,这是重复激活的伽玛射线暴中央引擎。我们在伽马射线波段观察到的可能是更广泛的潜在活动的冰山一角。在大约10%的{ \em Swift}伽玛暴中检测到的前体辐射,最好是在那些具有大质量恒星核心坍缩起源的伽玛暴中检测到。另一方面,软扩展发射(EE)尾巴,最好是在那些伽玛暴,有一个紧凑的恒星合并的起源检测。在随后的伽马射线峰值之前的BAT静止阶段期间检测到明亮的X射线发射,这意味着在BAT触发时间之前可以检测到X射线发射。具有软X射线能力的未来GRB警报仪器对于揭示GRB中心发动机活动的早期阶段,揭示GRB中的射流成分和射流发射机制是必不可少的。
2014-05-23 astro-ph.HE
AT 2019aalc: a Bowen Fluorescence Flare With a Precursor Flare in an Active Galactic Nucleus
本文研究了活动星系核中带有前兆耀斑的特殊Bowen荧光耀斑AT 2019aalc,通过多波段数据分析揭示了其与典型潮汐瓦解事件的区别,并探讨了辐射压不稳定性作为耀斑起源的可能机制。
2025-04-30 astro-ph.HE
A bright electromagnetic counterpart to extreme mass ratio inspirals
极端质量比螺旋(EMRI),定义为恒星质量的致密物体螺旋进入超大质量黑洞(SMBH),已被广泛认为是一个低频引力波(GW)源。电磁辐射干涉仪提供了对黑洞质量和自旋的精确测量,是激光干涉空间天线(LISA)的主要兴趣之一。然而,人们通常认为,没有电磁(EM)对应的EMRI。在这里,我们显示了一个新的形成通道的EMRI与潮汐破裂耀斑作为EM同行。在这种情况下,耀斑可以产生从潮汐剥离的氦(He)信封的大质量恒星的SMBH。大质量恒星的左致密核心将演变成EMRI。我们发现,在一定的初始偏心率和半长轴下,内旋GW频率在10 $\sim$ ~ 20年内可进入LISA带,这使得潮汐破裂耀斑成为EMRI的电磁前兆。虽然事件发生率仅为$2\times 10^{-4}~\rm Gpc^{-3}yr^{-1}$,但这一关联不仅可以提高LISA的定位精度,帮助寻找EMRI的宿主星系,而且可以作为宇宙学新的GW标准警报器。
2019-11-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Neutrino Emissions of TXS 0506+056 caused by a Supermassive Binary Black Hole Inspiral?
本文用超大质量双黑洞旋进导致喷流进动的模型解释TXS 0506+056的四次中微子耀发,约束双黑洞质量并预测后续耀发与LISA探测潜力。
2023-10-03 astro-ph.HE
Fast Radio Bursts from Monster Shocks and Flares of Inspiraling Binary Neutron Stars: A Kinetic Model for Double Pulsar
Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences(捷克科学院天文研究所);University of Potsdam(波茨坦大学);Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步加速器);Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理学研究所(爱因斯坦研究所));Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG(格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、天体物理学与行星学研究所)
该研究提出双中子星并合的三维粒子模拟动力学模型,发现轨道运动产生的快磁声波是相干射电辐射的来源,为快速射电暴的产生提供了新的驱动机制。
2026-10-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
MOMO VI: Multifrequency radio variability of the blazar OJ 287 from 2015-2022, absence of predicted 2021 precursor-flare activity, and a new binary interpretation of the 2016/2017 outburst
根据我们专门的斯威夫特监测计划,MOMO,OJ 287是X射线-紫外-光学制度中监测最好的耀变体之一。在这里,我们报告了2015年至2022年期间对OJ 287进行的密集多频(1.4- 44 GHz)无线电监测的结果,涵盖了广泛的活动状态。费米伽马射线观测被添加。我们详细描述了射电流量和光谱变化,包括DCF和其他变化分析,并讨论了它与多波长发射的联系。发现无线电和光-紫外线通量的深度衰减每1- 2年发生一次。此外,它表明,OJ 287的二元超大质量黑洞(SMBH)模型预测的热韧致辐射的前体耀斑是缺席的。然后,我们将重点关注我们最初用Swift发现的2016/2017年非热爆发的性质。我们将其解释为OJ 287着名的光学双峰爆发中的最新一次,有利于不需要高度旋进的次级SMBH的二元场景。
2023-02-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Measuring spin in coalescing binaries of neutron stars showing double precursors
本文提出利用双前兆伽马射线暴中准正则模式泛音的频率比和旋转频移,结合状态方程、质量比等参数约束中子星自转频率,并以GRB090510为例得到约2-20 Hz的自转范围。
2023-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Pair Fireball Precursors of Neutron Star Mergers
如果至少有一颗中子星(NS)在NS合并过程中被磁化,那么在最后的螺旋过程中,导电伴星的轨道运动会沿着连接NS的磁场线感应出强电压和电流。如果提取的电磁能量的一小部分,η,加速相对论粒子,产生的伽马射线发射紧凑的体积将导致形成电子-正电子对火球。应用稳态对风模型,我们量化的探测能力的前体火球与伽马射线卫星。对于eta ~ 1,γ射线探测视界D_max ~ 10(Bd/1 e14 G)^{3/4} Mpc比Advanced LIGO/Virgo的200 Mpc近得多,除非NS表面磁场强度很大,Bd > 1 e15 G。由于辐射的准各向同性性质,具有较弱NS场的合并可能会在附近产生短伽马射线暴。接近双星时未耗散的能量被大尺度的坡印亭通量沿着开放磁力线带到无穷远。在这个外流中的重新连接,远在对光球之外,为非热发射提供了一个潜在的场所,例如相干毫秒射电爆发。
2016-06-24 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic precursors to gravitational wave events: Numerical simulations of flaring in pre-merger binary neutron star magnetospheres
从中子星合并事件中探测到引力波,开辟了多信使天文学的新领域,将引力波事件与短伽马射线暴和千诺瓦余辉联系起来。另一个尚未发现的电磁对应物是两颗中子星在合并前磁层的非平凡相互作用产生的前兆发射。通过对轨道中子星进行特殊相对论无力模拟,我们讨论了不同磁场方向的影响,并展示了如何通过双星中存在的差动运动显着增强发射,无论是由于恒星自旋还是恒星磁层未对准。我们发现,建立扭曲的磁通量管连接两颗星可以导致重复发射的强大耀斑的各种轨道配置。我们还讨论了耀斑过程中潜在的相干射电辐射机制。
2020-04-14 astro-ph.HE gr-qc
On the trigger mechanisms for SGR giant flares
我们研究了两种触发机制,一个内部和外部的中子星,引起强烈的软伽玛射线中继器(SGR)的巨型耀斑。到目前为止,已经在1979年3月5日、1998年8月27日和2004年12月27日从七个确认的SGR中的三个观测到了三个巨大的耀斑。最后两个事件被发现比第一个更强大,并且都展示了一个前兆的存在,我们证明了它已经引发了主耀斑。在内部机制方面,我们认为极向磁场的强卷起产生切向不连续,并在加热地壳的过程中耗散了它的扭转能量。不稳定性发展的时间尺度与前体之后的静止状态的持续时间一致。或者,我们开发了一个重联模型的基础上的假设,剪切运动的足迹导致实现的斯威特帕克电流层的磁层。由于嵌入的超热湍流层的发展,这一宏观层变薄,从而开启了脉冲霍尔重联,这为巨大的耀斑提供了动力。再次,我们表明,变薄的时间是在耀斑前的静止时间的顺序。这个模型自然地解释了耀斑期间观测到的非热辐射的起源,以及耀斑后的射电余辉。
2010-05-18 astro-ph.HE
The GeV emission of PSR B1259-63 during its last three periastron passages observed by Fermi-LAT
PSR B 1259 -63是一个发射$γ$射线的高质量X射线双星系统,其中致密天体是毫秒脉冲星。该系统的轨道周期为1236.7 d,当中子星移出伴星的星盘时,会出现特殊的$γ$射线耀斑。$γ$射线耀斑事件首先是在2010年近星点通过前后通过费米-LAT发现的,并在2014年和2017年近星点通过时重复发现。我们分析了所有三个近星点通道的费米LAT数据,发现在每个耀斑的能谱可以很好地表示由一个简单的幂律。$γ$射线光变曲线表明,2010年和2014年每个近星点后都有两次主耀斑,而2017年在近星点通过后约10 d有四次耀斑,其中包括一次前兆耀斑。2010年和2014年的第一次主耀斑位于近星点通过后35 d左右,2014年的主耀斑比2010年延迟约1.7 d。在2017年的耀斑中,源显示出在近星点通过后约10 d的前兆,但随后的两次耀斑变得更弱,并落后于2010年约5 d。2017年最强耀斑发生在近星点通过后58 d和70 d。这些结果对以往的模型提出了挑战。
2018-11-16 astro-ph.HE
Shock-powered radio precursors of neutron star mergers from accelerating relativistic binary winds
在紧凑物体合并的最后阶段,如果至少有一个二元组成部分是磁化的中子星(NS),那么它的轨道运动会大大扩大NS的开放磁通量-因此增加其风光度-相对于孤立的脉冲星。由于引力辐射,双星轨道收缩,这种双星诱导的内旋风的功率和速度可能(取决于对负载)长期增加,导致自相互作用和内部冲击的流出超出双星轨道。磁化的前向激波可以通过同步脉泽过程产生相干射电辐射,从而产生可观测到的双星NS合并的射电前兆。我们进行一维相对论流体动力学模拟激波相互作用的加速二进制NS风,假设螺旋风有效地将其坡印亭通量转化为散装动能之前的激波半径。这与粒子模拟的激波脉泽光谱相结合,产生合成的射电光变曲线。在$\sim$ GHz频率下,对于$\sim3$ Gpc($B_{\rm d}/10^{12}$ G)$^{8/9}$的源,在合并后,通量为$\sim1$ Jy $\cdot$ ms的前兆爆发持续$\sim 1-500$ ms,其中$B_{\rm d}$是更强磁化恒星的偶极场强度。给定沿双星赤道线集中的外流几何形状,对于高倾角系统,即那些最不可能产生可探测的伽马射线暴的系统,信号可能优先被观测到。
2021-01-18 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.plasm-ph
Emission of magnetar bursts and precursors of neutron star mergers
磁星爆发可以由外磁层中的阿尔文波增长到非线性振幅$δB/B\sim 1$并触发磁重联而发射。类似的磁闪应该准周期性地发生在一颗接近合并的磁化中子星双星中。在这两种情况下,磁耀斑的快速耗散产生了光学厚度的$e^\pm$等离子体,其热容量与产生的辐射能量相比可以忽略不计。磁耗散则涉及光子粘性,并通过康普顿阻力作用于重联区域中的等离子体体运动。由此产生的康普顿化过程的有效温度是自我调节到几十keV。所产生的X射线发射是使用时间相关的辐射转移模拟计算的,该模拟遵循$e^\pm$对的创建以及光子的产生、康普顿化和逃逸。模拟结果显示了耗散区如何被涂上$e^\pm$涂层,以及逃逸光谱如何通过涂层的辐射转移形成。结果与观测到的磁星爆发,包括最近的活动SGR 1935+2154伴随着快速射电暴。预测了磁化中子星合并的X射线前兆。
2021-07-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Hyperaccreting Magnetised Neutron Stars inside Rotating Massive Envelopes: Low-Power Jets and Precursor Flares
Center for Nonlinear Studies, Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室非线性研究中心);Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙学研究所);Department of Physics, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学物理系);Department of Astronomy & Astrophysics, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学天文学与天体物理学系)
本研究通过GRMHD模拟,探究旋转大质量包层内超吸积磁化中子星的演化,发现强表面磁场可延迟黑洞形成并产生低功率前兆喷流,但无法剥离包层。
2026-10-15 astro-ph.HE
Photospheric radius expansion in superburst precursors from neutron stars
碳的热核失控燃烧是在极少数情况下从吸积的中子星中观察到的,作为长达一天的X射线耀斑,称为超级爆发。在少数观测到爆发的情况下,超级爆发在开始时会表现出短暂的前兆爆发。然而,在每一种情况下,数据的质量都不足以对前体进行光谱分析。使用RXTE上PCA仪器的丙烷反符合探测器的数据,我们进行了第一次详细的时间分辨光谱的前体。对于4U 1820-30的超暴,我们证明了光球半径膨胀的存在。我们发现,前体是1.4-2倍的能量比其他短爆发从这个来源,表明燃烧的吸积氦是不足以解释完整的前体。冲击加热可以解释能量的缺乏。我们认为,这种前兆是一个强有力的迹象表明,超爆开始作为一个爆炸,冲击诱导的前兆。此外,我们采用我们的技术来研究超膨胀阶段的同一个超级爆发更详细。
2012-07-16 astro-ph.HE
Resonant Shattering of Neutron Star Crusts
研究了潮汐对中子星(NS)模的共振激发作为短伽马射线暴(sGRB)前兆源的作用。我们发现,壳核界面模的驱动可以导致NS地壳的破碎,在NS-NS或NS-黑洞双星合并前几秒释放约10^46-10^47尔格的能量。这样的属性是一致的雨燕/BAT检测sGRB的前体,我们使用的时间观察到的前体放置在地壳状态方程的弱约束。我们描述了如何更大的样本的前兆检测可以一起使用的同时引力波检测的inspiral的先进LIGO类探测器探测NS结构。这两类观测很好地相互补充,因为前者限制了壳核边界附近的状态方程和结构,而后者对核状态方程更敏感。
2011-11-29 astro-ph.HE
Self-lensing flares from black hole binaries I: general-relativistic ray tracing of black hole binaries
大质量黑洞双星(MBHB)的自透镜效应,发生在两个黑洞靠近视线对齐时,预计会产生周期性的短时间耀斑。在这里,我们研究的形状自透镜耀斑(SLF)通过广义相对论射线追踪叠加的二进制BH度规,其中的发射产生的几何薄吸积流周围的每个组件。这套模型包括偏心双星轨道、黑洞自旋、不等质量双星和不同的发射模型几何。我们探索了上述参数空间,并报告了光变曲线如何作为以下参数的函数而变化:双星分离、倾角和偏心率。我们还比较了我们的光变曲线的微透镜近似,并显示如何强大的偏转,以及时间延迟效应,改变的大小和形状的SLF。如果LISA观测到来自吸入MBHB的引力波(GW),SLF可以帮助安全地识别源并将其定位在天空中,并通过比较SLF和GW的相位来限制引力子质量。此外,当从侧面观察这些系统时,SLF显示出与BH阴影大小直接相关的明显下降。这开辟了一种新的方法来测量BH阴影的大小,是目前VLBI设施无法解决的系统。
2021-12-27 astro-ph.HE gr-qc
Gamma-ray burst precursors from tidally resonant neutron star oceans: potential implications for GRB 211211A
本文提出了基于潮汐共振中子星海洋的短伽马射线暴前兆模型,仅需前兆能量、主暴前时间与准周期振荡频率即可约束双星参数并区分合并类型,应用于GRB 211211A表明其前兆符合极端质量比NSBH合并与高质量中子星解释。
2023-11-19 astro-ph.HE
From precursor to afterglow: The complex evolution of GRB 210312B
本研究通过MCMC建模分析INTEGRAL探测的GRB 210312B,分离前兆与光学耀发及前向激波辐射,揭示瞬时-余辉过渡的复杂演化,验证标准余辉理论。
2025-05-22 astro-ph.HE
Magnetic Reconnection Instabilities in Soft-Gamma Repeaters
我们研究了一个外部触发机制,引起强烈的软伽玛射线中继器(SGR)的巨型耀斑。在这三个巨大的耀斑中,有两个显示了一个前体的存在,我们表明它引发了主耀斑。我们开发了一个重联模型的基础上的假设,剪切运动的足点导致实现的斯威特帕克电流层的磁层。由于嵌入的超热湍流层的发展,这一宏观层变薄,从而开启了脉冲霍尔重联,这为巨大的耀斑提供了动力。我们表明,变薄时间是在耀斑前的静止时间的顺序。
2013-02-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetic amplification in premerger neutron stars through resonance-induced magnetorotational instabilities
本研究发现双中子星并合前的潮汐共振可通过磁旋转不稳定性在恒星壳层生成强磁场,为伽马射线前兆耀发及并合后遗迹磁能提供解释。
2024-05-15 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Flares, jets and quasi-periodic outbursts from neutron star merger remnants
通过含亚格子发电机的数值相对论模拟,研究发现强磁化HMNS并合早期可产生准周期电磁耀发与轻度相对论喷流,或解释SGRB前兆及其千赫兹子结构。
2023-04-05 astro-ph.HE
Magnetosphere Evolution and Precursor-Driven Electromagnetic Signals in Merging Binary Neutron Stars
本文通过无力场模拟研究并合双中子星的磁层演化与坡印廷通量,首次计算表面电磁转矩及高能前兆信号,并指出MeV观测窗口和射电、余辉回声可能性。
2025-09-26 astro-ph.HE
Resonant Shattering Flares in Black Hole-Neutron Star and Binary Neutron Star Mergers
共振破碎耀斑(RSFs)是伽马射线的爆发,预计是由中子星(NS)在双星螺旋上升期间的潮汐共振触发的。它们强烈依赖于NS表面的磁场强度。通过模拟这些耀斑的结果是多个碰撞的相对论壳层发射期间的共振窗口,我们发现,提示非热伽马射线发射可能有光度高达几个$\times10^{48}\text{ erg/s}$,并可以产生宽带余辉。我们使用BPASS人口合成代码计算可检测RSFs的预期速率,并对合并前表面磁场强度的演变有不同的假设。我们发现可检测的RSFs的速度是每年的BHNS合并和$\sim 0.0001-5$每年的NSNS合并,与下限对应的表面场衰减与磁热演化在纯粹的地壳领域一致,而上限的系统具有较长寿命的表面磁场支持的磁通冻结到超导核心。如果一些观测到的SGRB前体耀斑确实是RSF,这表明存在一个寿命较长的表面场的一部分中子星人口,我们可以预期RSF是最常见的可检测的EM对应GW检测BHNS合并。在GRB 170817 A之前未检测到RSF提供了$B_{\rm surf}\sim 10^{13.5} \text{ G}$的祖NS磁场的上限。
2022-06-10 astro-ph.HE
Periodic accretion-powered flares from colliding EMRIs as TDE Imposters
当一颗主序星在极质量比圆涡旋(EMRI)中经历洛希叶溢出到超大质量黑洞(SMBH)上时,会出现一个稳定的质量转移阶段。经过数百万年的时间,双星演化到一个最小周期,然后逆转方向向外迁移。由于连续EMRI之间的时间间隔与传质时间尺度相当,因此两个连续传质EMRI的半长轴将在<几个AU的径向尺度上交叉。我们表明,这种EMRI交叉事件不可避免地伴随着一系列温和的相对论性,放牧恒星之间的物理碰撞。每次碰撞都会剥离少量质量,主要是来自质量较大的恒星,这通常会增加它们的径向距离,以便在进一步的引力辐射导致数十年至数百年(或更长时间)的延迟后引发下一次碰撞。根据SMBH的质量,这种相互作用可以导致质量为Msun/N的N ~ 1- 1 e4气体产生事件,从而在数千年或更长的总持续时间内为SMBH吸积动力耀斑的准周期序列提供动力。虽然EMRI的速率比潮汐破裂事件(TDE)的速率低2-3个数量级,但一个相互作用的EMRI对产生大量发光耀斑的能力-以及更明智地利用可用的恒星燃料-可以使它们的观测速率与TDE速率竞争,使它们能够伪装成“TDE冒名顶替者”。“我们预测耀斑的光度衰减既有比t^(-5/3)更浅的幂律衰减,也有指数衰减。由先前质量剥离事件的累积所产生的气体盘的粘性扩散在> 10-100 AU的径向尺度上放置了大量的质量,提供了解释某些耀斑出乎意料的高光学光度所需的后处理源。
2017-05-01 astro-ph.HE
Streams collision as possible precursor of double tidal disruption events
潮汐破裂事件(TDEs)的发生率可以根据环境和将恒星发射到黑洞附近的机制而变化几个数量级。对于最大的速率,在双TDE中,两个中断可以一个接一个地发生。在这种情况下,两个碎片流可能会在落回黑洞之前相互碰撞,导致电磁辐射,这是单个TDES所不存在的。我们分析评估发生这种流碰撞的条件。它要求两次破裂的近心点位置的差异弥补了它们之间的时间延迟。此外,流的宽度必须补偿由其轨道平面的倾斜引起的垂直偏移。如果双TDE发生在双星潮汐分离之后,我们发现两个流的碰撞概率高达$44\%$。我们验证我们的分析条件,通过流体动力学模拟流碰撞,并发现相关的冲击加热气体显着。如果光子能够迅速逃逸,则辐射爆发会持续几天,亮度为$\sim 10^{43}\, \rm erg\, s^{-1}$,最有可能在光学波段。这个信号代表了TDEs主耀斑的前兆,特别是可以用来确定恒星碎片形成圆盘的效率。
2018-05-23 astro-ph.HE
EMRI + TDE = QPE: Periodic X-ray Flares from Star-Disk Collisions in Galactic Nuclei
本研究提出主序恒星与超大质量黑洞吸积盘碰撞模型,自然解释星系核准周期爆发(QPE)的周期性X射线耀发及长-短交替模式,并关联潮汐瓦解事件(TDE),为QPE起源提供统一机制。
2023-09-02 astro-ph.HE
The Discovery of an X-ray/UV Stellar Flare from the Late-K/Early-M Dwarf LMC 335
我们报告了一个X射线/紫外恒星耀斑的发现,从源LMC 335,捕获的XMM-牛顿在领域的大麦云。耀斑事件的前10个小时,从前兆到后期衰变阶段连续记录在X射线中。所观察到的通量增加了两个以上的数量级在其峰值在X射线和至少一个在紫外线相比,静止。根据双温APEC模型,0.1-7.0 keV X射线通量峰值为~(8.4 +/- 0.6)x 10^-12 erg cm-2 s-1。结合天体测量信息从多个X射线观测在静止和耀斑状态下,我们确定的近红外对应的LMC 335作为2 MASS源J 05414534 -6921512。近红外光谱的颜色关系和光谱视差表明,该源是一颗银河系K7-M4矮星,前景距离为(100 - 264)pc,这意味着整个事件的总能量输出为~(0.4 - 2.9)x 10^35 erg。这份报告包括详细的分析,这晚K/早M矮耀斑事件,有最长的时间覆盖范围尚未在文献中报道。耀斑衰减可以用两个指数分量建模,时间尺度为~28分钟和~4小时,单一分量衰减被坚决排除。耀斑期间的X射线谱可以用两个分量来描述,一个是约40- 60 MK的高温分量,另一个是约10 MK的低温分量,耀斑环的长度约为1.1-1.3恒星半径。
2012-05-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Peculiar Precursor of a Gamma-Ray Burst from a Binary Merger Involving a Magnetar
该研究报道了与千新星相关的长时标伽马射线暴GRB 211211A中一个持续约0.2秒的特殊前兆,其光谱和准周期振荡特征表明它可能源于磁星在双星并合中的灾变性耀发,为并合前电磁辐射提供了证据。
2024-07-17 astro-ph.HE
Fossil Gas and the Electromagnetic Precursor of Supermassive Binary Black Hole Mergers
利用一维高度积分模型,计算了具有共面气体盘的不等质量双黑洞的演化,由于次级黑洞的存在,气体盘中含有一个能隙。外环双星盘的粘性演化最初使双星变硬,而内盘则流入主(中心)黑洞。只要内盘在低$\dot{M}_{\rm ext}$下保持冷却和薄(而不是变得热和几何上厚),内盘的质量就达到通常为$\sim 10^{-3}-10^{-4}\Msun$的渐近质量。一旦半长轴收缩到一个临界值以下,引力波造成的角动量损失在双星硬化过程中将超过粘性输运。这样,内盘就不再对吸入的黑洞作出粘性反应。相反,潮汐与次级星系的相互作用迅速地将内部的星盘驱动到初级星系中。内盘的潮汐和粘性耗散导致亮度$L\propto t_{\rm minus}^{5/4}$的后期增亮,其中$t_{\rm minus}$是最终合并之前的时间。这种后期增亮在最终合并于$\sim 0.1 L_{\rm Edd}$的前一天达到$\sim 1$峰值。这种行为是相对稳健的,因为在这种二元系统的粘性-引力耦合演化中的自我调节。它构成了一个独特的电磁签名的二进制超大质量黑洞合并,并可能允许主机星系被识别,如果与激光干涉空间天线(LISA)的定位结合使用。
2009-06-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Magnetic Interactions in Coalescing Neutron Star Binaries
从演化和经验的角度来看,许多合并中子星(NS)双星都是由轨道上的高磁化NS和相对较低的磁场NS组成的。我研究这些二进制使用单极电感模型的框架的磁相互作用。电磁场当它穿过磁层时,在非磁性NS上产生的磁场建立了一个连接两颗恒星的电路。该电路的确切特征取决于恒星之间的空间R_空间中的不确定电阻。然而,我表明,有有趣的观测和/或动力学效应,无论其确切值。当R_space很大时,磁层中的电耗散高达~10^{46} erg/s(对于磁场强度),这将在合并前的几秒钟内表现为硬X射线前兆。不太确定的是,也可能有一个相关的无线电瞬变,但这将被观察到过去的合并(~小时),因为星际色散。当R_space较小时,电耗散主要发生在磁性NS的表面层。在合并前的最后1秒,这一数值可以达到10^{49}尔格/秒,类似于短伽马射线暴的能量和时间尺度。此外,对于大于~10^{12} G的偶极场和小的R_空间,磁矩使磁化NS自旋向上。这会消耗双星的角动量,加速内旋。更快的合并导致合并前发生的轨道更少,这将影响地基激光干涉仪的匹配过滤引力波搜索,并可能为研究具有紧凑吸气的引力理论带来困难。
2012-05-29 astro-ph.HE gr-qc
Delayed Radio Flares in Tidal Disruption Events from Star-Disk Collision Outflows
Columbia University(哥伦比亚大学);New York University(纽约大学);Flatiron Institute(平托研究所);Max Planck Institute for Astrophysics(马克斯·普朗克天体物理学研究所)
提出潮汐瓦解事件(TDE)中延迟外流的新机制:TDE吸积盘与预先存在的极端质量比旋进(EMRI)恒星反复碰撞,产生速度约0.02-0.1c、质量约10^{-3}-1太阳质量的外流,解释延迟射电耀斑。
2026-05-27 astro-ph.HE
Erythrohenosis -- The crimson chronicles of two giants
Universitat Politècnica de València(巴伦西亚理工大学);Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics(马克斯·普朗克地外物理学研究所)
研究红巨星碰撞并合过程,通过模拟和分析揭示其多阶段观测特征,为多信使天文学提供识别依据。
2026-01-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Tidal Disruption Encores
本文发现恒星与恒星级黑洞相互作用产生的部分脱离碎屑会被中心超大质量黑洞吸积,从而引发第二次耀斑,该双耀斑现象为观测光变曲线提供了新解释并具有多重天体物理意义。
2024-03-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Multi-messenger Emission from Tidal Waves in Neutron Star Oceans
天体物理学双星系统中的中子星是多信使天体物理学的重要来源。致密双星系统电磁瞬变的一个潜在来源是中子星海洋,即包裹中子星的外部流体层。我们对中子星海洋中的潮汐波及其后果进行了基础研究。具体来说,我们调查如何在中子星海洋振荡模式可以在紧凑的二进制inspirals和抛物面遇到潮汐激发。我们发现中子星海洋可以维持频率在$0.01-20$ Hz之间的潮汐波。我们的研究结果表明,潮汐共振中子星海浪可能作为一个从未被研究过的源前体电磁辐射中子星黑洞和中子星合并。如果伴随着电磁耀斑,潮汐共振中子星海浪,其能量预算可以达到$10^{46}$尔格,可以作为早期预警信号(合并前$\gtrsim 1$分钟)紧凑的双合并。类似地,激发的海洋潮汐波将与中子星抛物面相遇相吻合。根据中子星海洋模型和耀斑发射情景,费米和NuSTAR可以探测到潮汐共振海洋耀斑,探测率高达$\gtrsim 100$ Mpc,中子星双星的探测率高达$\sim 7$ yr $^{-1}$,中子星-黑洞双星的探测率高达$\sim0.6$ yr $^{-1}$。观测中子星海洋潮汐波和引力波的辐射,将有助于深入了解中子星表面的状态方程、中子星海洋和地壳的组成以及中子星微物理学。
2023-02-02 astro-ph.HE
Ultraviolet Quasi-periodic Eruptions from Star-Disk Collisions in Galactic Nuclei
本文提出星系核中太阳型恒星与超大质量黑洞吸积盘每轨道两次碰撞可产生紫外准周期爆发,并给出低黑洞质量与长周期参数条件,预测未来ULTRASAT和UVEX任务有望发现此类紫外QPE。
2023-11-27 astro-ph.HE
QPEs from EMRI Debris Streams Impacting Accretion Disks in Galactic Nuclei
本文提出 EMRI 恒星碎片形成的稀薄流周期性撞击吸积盘并经反向激波产生 QPE,解析解释其持续时间、10^42–43 erg/s 光度及约100 eV软X射线辐射。
2025-09-26 astro-ph.HE
Electromagnetic Chirps from Neutron Star-Black Hole Mergers
我们计算了一个伽玛射线耀斑的电磁信号来自表面的中子星合并前不久与一个黑洞的同伴。使用一个新版本的蒙特卡罗辐射输运代码Pandurata,采用动态时空,我们整合光子测地线从中子星表面,直到他们到达一个遥远的观察者或被捕获的黑洞。伽马射线的光变曲线受到许多相对论效应的调制,包括多普勒光束和引力透镜。由于光子来自于吸入的中子星,光变曲线与相应的引力波形非常相似:啁啾信号的特征是频率和振幅稳定增加。我们建议使用类似于LIGO数据分析中使用的匹配滤波算法来搜索这些电磁啁啾。
2017-04-25 astro-ph.HE
How to identify the object with mass range of $(2.2-3)M_\odot$ in the merger of compact star systems
本文提出通过并合前后电磁辐射特征(旋近阶段多波段前兆辐射和并合后千新星亮度及抛射物质量比)来识别质量区间为 $(2.2-3)M_\odot$ 的神秘致密天体是低质量黑洞还是大质量中子星,并指出这些前兆辐射通常过于微弱而难以被现有望远镜探测。
2025-04-10 astro-ph.HE
A new subclass of gamma-ray burst originating from compact binary merger
本文提出并命名了一类新的I型伽马射线暴子类type IL GRBs,通过识别其前兆、长主发射和延展发射三段式爆发模式,在Fermi/GBM数据中发现新候选体GRB 170228A,并论证超级耀斑前兆模型更受支持。
2024-07-02 astro-ph.HE
Nonradial oscillations of stratified neutron stars with solid crusts: Mode characterization and tidal resonances in coalescing binaries
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理研究所(爱因斯坦研究所));University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);Yangzhou University(扬州大学);Kyoto University(京都大学)
研究非径向振荡的中子星固壳在双星并合中的模式特征和潮汐共振,揭示低频模式对引力波相位的影响及壳层破裂机制。
2026-01-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Nonlinear Alfvén-wave Dynamics and Premerger Emission from Crustal Oscillations in Neutron Star Mergers
本文首次通过广义相对论无力电动力学数值模拟,研究了中子星并合前地壳振荡激发的阿尔芬波在双星磁层中的非线性陡化、耀斑形成和电流片耗散过程,并预测其产生射电和X射线前兆辐射。
2024-09-28 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Pre-merger electromagnetic counterparts of binary compact stars
我们研究了致密双星引力波源的发射特征,它们是由强磁化中子星(NS)和/或白矮星(WD)组成的。由于两颗致密恒星的磁层之间的电磁相互作用,将提取大量的能量,并且在两颗恒星合并之前的最后几秒内,当双星系统包含具有表面磁场$10^{12}$ G的NS时,合成功率预计为$\sim 10^{38} - 10^{44}$ erg/s。该过程中的感应电场可以将带电粒子加速到EeV能量范围。高能电子发射出同步辐射,其辐射能量对于NS双星达到GeV能量,对于NS-WD或双WD双星达到MeV能量。此外,黑体分量也被提出,它的峰值在几至几百keV的二进制NS和几keV的NS - WD或双WD二进制。同步辐射的强角度依赖性和黑体辐射的各向同性性质导致两个发射分量之间的可区分的调制图案。如果出现相干曲率辐射,则可能产生快速射电暴。这些分量提供了独特的同步电磁特征,作为与磁化致密星合并和短伽马射线暴相关的引力波事件的前兆(例如,GRB 100717)。
2018-11-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraints on the symmetry energy from observational probes of the neutron star crust
许多观测到的与单个中子星系统或中子星群体相关的现象都可以在模型中找到解释,其中中子星壳起着重要的作用。我们回顾了最近的工作,检查这种模型的对称性能量$L$的斜率的敏感性,和约束提取$L$面对他们的意见。我们重点关注六组观察结果和提出的解释:(i)仙后座A中中子星的冷却速率,面对冷却模型,其中包括内地壳核团区的增强冷却,(ii)年轻X射线星观测周期的上限,面对由核团层的高电阻率引起的地壳中磁场衰减的模型,(iii)船帆座脉冲星的故障,面对的范例是,它们是由于地壳中子超流体与地壳晶格在一段时间后突然重新耦合而产生的,在这段时间内,它们由于涡旋钉扎而解耦,(iv)软伽马射线中继器的巨型耀斑的X射线光变曲线尾部的准周期振荡频率,对抗地壳扭转振荡的模型,(v)由于来自双星伴星的吸积,毫秒级恒星可以旋转的频率上限,对抗r型不稳定性在阈值频率以上产生的模型,该阈值频率部分地由壳核边界处的粘性耗散时标确定,以及(vi)观测到短伽马射线暴前几秒钟的前兆电磁耀斑,面对一个地壳破碎模型,该模型是由一颗伴中子星在合并前的潮汐引力场共振激发地壳振荡模式造成的。
2015-06-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th