Optical Transients Powered by Magnetars: Dynamics, Light Curves, and Transition to the Nebular Phase
毫秒磁星可以通过几种途径形成:大质量恒星的核心坍缩、白矮星(WD)的吸积诱导坍缩、双WD合并、双中子星(NS)合并和WD-NS合并。由于这些通道喷出物的质量可能大不相同,因此它们的光变曲线也可能不同。我们评估了毫秒磁星供电的光学瞬态的动态演化。我们发现,自旋下降时间尺度较短的磁星,其转动能主要转化为瞬变的动能,而自旋下降时间尺度较长的磁星,其转动能主要转化为瞬变的辐射能.这使我们推测,超新星可能是由具有短自旋时间尺度的磁星提供动力的。在后期,由于光球衰退,光学瞬变将逐渐演变成星云相。由于光球层和星云的辐射机制不同,我们将它们分开处理。在某些情况下,喷出物可能足够轻,磁星可以将其加速到相对论速度。正如Arnett(1979)所指出的那样,超新星的峰值亮度出现在亮度等于瞬时能量输入率时。我们表明,光球衰退和相对论运动可以修改这一法律。光球衰退总是导致峰值时间$t_{\mathrm{pk}}$相对于SN光度等于瞬时能量输入率的时间$t_{\times }$的延迟。然而,相对论运动可能会显著改变这一结果。
2016-04-06 astro-ph.HE
Electromagnetic Transients Powered by Nuclear Decay in the Tidal Tails of Coalescing Compact Binaries
研究了在紧凑物体合并过程中形成的长潮汐尾可能通过新合成的r-过程材料的衰变为光学瞬变提供动力的可能性。合并动力学的精确建模使得能够现实地确定喷射碎片的热力学条件。流体动力学和全核网络计算的结果相结合,计算所得的r-过程的丰度和加热的材料由它们的衰变。随后的同源结构被映射到一个辐射转移代码合成紧急模型光变曲线,并确定它们的属性(可变性和颜色演变)如何取决于合并二进制的质量比和方向。从喷出的碎片中发出的辐射,虽然没有典型的超新星那么壮观,但在瞬态调查中应该可以观察到,我们估计了相关的检测率。如果这种电磁瞬变现象与某些短伽马射线暴同时被探测到(或没有被探测到),那么,致密天体合并作为短伽玛射线暴的前身的情况(或相反)就可以得到检验,尽管它们可能被轴上的余辉所掩盖。
2011-04-28 astro-ph.HE
High-Energy Neutrinos and Gamma-Rays from Non-Relativistic Shock-Powered Transients
激波相互作用被认为在一系列光学瞬变中起着重要的作用,包括超新星(特别是超亮类),经典新星,恒星合并,潮汐破裂事件和快速蓝色光学瞬变。这些冲击波可以加速相对论离子,通过强子π介子的产生产生高能中微子和伽马射线。最近在经典新星中发现的与时间相关的光学和伽马射线发射揭示了辐射冲击在为这些事件提供动力方面的重要作用,从而使人们能够在与河外瞬变冲击类似的物理条件下,对离子加速的性质,包括其效率和能谱,有一个前所未有的认识。在这里,我们介绍了一个模型连接的辐射光通量的非相对论瞬变的最大中微子和γ射线通量。我们将这种技术应用于广泛的河外瞬变类,以限制它们对宇宙学高能伽马射线和中微子背景的贡献。基于一个简单的模型,在辐射冲击扩散冲击加速,校准新星,我们证明了几个最明亮的瞬变可以加速质子的能量$E_{\rm max} \gtrsim 10^{16}$ eV,足以有助于冰立方天体物理背景。此外,几个考虑的源$-$,特别是贫氢超新星$-$,由于其喷出物的高伽马射线不透明度,可能充当“隐藏”伽马射线源,从而规避了非耀变体费米LAT背景施加的限制。然而,采用离子加速效率$\sim$ 0.3-1 $\%$的新星观测的动机,我们发现,目前已知的类的非相对论,潜在的冲击供电瞬态贡献最多百分之几的总冰立方背景。
2021-01-01 astro-ph.HE
What Powered the Optical Transient AT2017gfo Associated with GW170817?
与GW 170817相关的光学瞬态AT 2017 gfo的突破性发现为研究双中子星(NS)合并的物理学提供了一个独特的机会。我们认为,AT 2017 gfo的标准解释是由r-过程元素的放射性衰变提供动力,面临着同时考虑事件的峰值亮度和峰值时间的挑战,因为要达到所需的高质量并不容易,特别是要符合数据所需的喷出物的低不透明度。一个合理的解决办法是调用一个额外的能源,这可能是由合并产品提供的。我们考虑两种类型的合并产品的能量注入:(1)合并后的黑洞由回退吸积供电;(2)长寿NS残留。前一种情况只能解释AT 2017 gfo的早期发射,晚期发射仍然由放射性衰变提供动力。在后一种情况下,早期和晚期的排放组件可以很好地解释为由于从自旋下降NS的能量注入,与所需的质量和不透明度的喷出物组件以及与已知的数值模拟结果一致。我们认为,有一个强有力的迹象表明,合并产品的GW 170817是一个长寿命(超大质量,甚至永久稳定),低磁场NS。这一结果对NS的状态方程提供了严格的约束。
2018-07-16 astro-ph.HE
Multimessenger Implications of AT2018cow: High-Energy Cosmic Ray and Neutrino Emissions from Magnetar-Powered Super-Luminous Transients
新生的快速旋转磁星被认为是超亮瞬变的动力源,包括“快速发光光学瞬变”(FBOTs)。AT2018cow是第一个实时发现的FBOT,其广泛的多波长分析与磁星情景一致,并为理解这些来源的性质和评估其更广泛的影响提供了前所未有的机会。以AT2018cow为原型,我们研究了FBOTs和更一般的超亮超新星(SLSNe)的高能中微子和宇宙射线产生。通过计算宇宙射线与随时间演化的辐射场和重子背景的相互作用,我们发现在磁星风中加速的粒子可能以1000万的能量(UHE)逃逸出喷出物。来自AT 2018cow的预测高能中微子通量低于IceCube天文台的灵敏度,而来自FBOTs的宇宙积分中微子通量的估计与IceCube提出的极高能量上限一致。超过GeV能量的高能$γ$射线在最初的几个月到几年里会被磁星星云中的热光子所掩盖,但在以后的时间里可能会被观测到。考虑到与其他发动机驱动的瞬变(例如SLSNe和伽马射线暴)相比,FBOT可能具有更高的体积速率,我们得出结论,FBOT是当前和下一代多信使天文台的有利目标。
2019-06-14 astro-ph.HE
The long-term evolution of neutron star merger remnants - II. Radioactively powered transients
我们使用3D流体动力学模拟的长期演变的中子星合并喷出物来预测的光变曲线的电磁瞬变的新产生的r-过程核的衰变提供动力。对于由潮汐和水动力相互作用发射的动态喷出物,我们采用10 cm $^2$ /g的灰色不透明度,如最近的研究所建议的。对于1.3-1.4 $M_\odot$合并的我们的参考情况,我们发现合并后2-4天的宽IR峰。对于平均取向,峰值亮度为$\approx 2\times 10^{40}$ erg/s,但是对于更有利的二元参数和视角,峰值亮度增加高达4倍。这些信号相当微弱,在引力波触发的大误差框(~100 deg $^2$)内几乎检测不到。第二个电磁瞬变是由中微子驱动的风引起的。这些风产生“弱”r-过程材料与$50 < A < 130$和丰富的模式,有很大的不同合并的情况下。对于所采用的1 cm $^2$ /g的不透明度,合并后约6 h在UV/光学中产生的瞬态峰值,亮度为$\approx 10^{41}$ erg/s(对于0.01 $M_\odot$的风)。这些信号在深度跟踪搜索(例如,使用斯巴鲁上的Hypelprime相机)中勉强可检测到。随后对较弱但持续时间较长的IR信号的检测将允许对合并事件的识别。我们简要地讨论了我们的研究结果的影响,最近检测到的近红外瞬态伴随GRB 130603 B。
2014-01-17 astro-ph.HE
Electromagnetic precursors to black hole - neutron star gravitational wave events: Flares and reconnection-powered fast-radio transients from the late inspiral
本研究利用广义相对论无力电动力学模拟发现,黑洞-中子星双星晚期旋近阶段的磁层相互作用会产生依赖磁场方向的电磁耀斑,可能引发类似快速射电暴的暂现源和X射线辐射,为引力波事件提供可探测的电磁前兆。
2023-09-28 astro-ph.HE
A magnetar-powered X-ray transient as the aftermath of a binary neutron-star merger
已知中子星-中子星合并与短伽马射线暴有关。如果中子星状态方程足够刚性,至少一些这样的合并将留下超大质量甚至稳定的中子星,其在强磁场下快速旋转(即,磁星)。这样的磁星特征可能已经被观察到,作为短伽马射线暴的一个很好的分数(高达50%)后的X射线平台,它已被预期,人们可能会观察到短伽马射线暴-少X射线瞬变供电的双中子星合并。最近发现一个快X射线瞬变(CDF-S XT 1)与一个红移未知的微弱宿主星系有关。它的X射线和宿主星系特性允许几种可能的解释,包括离轴观察到的短伽马射线暴,高红移时的低光度伽马射线暴,或涉及中等质量黑洞和白矮星的潮汐破裂事件。在这里,我们报告了第二个X射线瞬变,CDF-S XT 2,这是与一个星系在红移z = 0.738。光变曲线完全符合毫秒磁星的动力。更有趣的是,CDF-S XT 2位于其恒星形成宿主星系的外围,与星系中心有适度的偏移,就像短爆发经常发生的那样。估算的相似X射线瞬变事件率密度,当校正到本地值时,是一致的双中子星合并率密度推断从GW 170817的检测。
2019-04-10 astro-ph.HE
Monte Carlo Radiation Transport for Astrophysical Transients Powered by Circumstellar Interaction
本文提出开源蒙特卡罗辐射输运程序 SuperLite,用于模拟星周相互作用驱动的瞬变现象光谱,并通过与 SuperNu、CMFGEN 对比及标准测试验证其能准确再现 Ia、IIP、IIn 型超新星光谱。
2023-05-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
TransFit-CSM: A Fast, Physically Consistent Framework for Interaction-Powered Transients
Institute of Astrophysics, Central China Normal University(天体物理研究所,华中师范大学);Education Research and Application Center, National Astronomical Data Center(教育研究与应用中心,国家天文数据中心);Key Laboratory of Quark and Lepton Physics (Central China Normal University), Ministry of Education(夸克与轻子物理教育部重点实验室(华中师范大学))
本文提出物理自洽的快速框架TransFit-CSM,耦合激波动力学与辐射扩散模拟相互作用驱动暂现源,可从光变曲线推断天体物理参数,适配时域巡天的群体级研究。
2025-11-17 astro-ph.HE
Discovery of Three Candidate Magnetar-powered Fast X-ray Transients from Chandra Archival Data
有人提出,在中子星合并的双星中可能会形成一个残余的稳定磁星,导致一个可以持续数千秒的快速X射线瞬变(FXT)。最近,Xue等人提出CDF-S XT 2正是这样一种源。如果得到证实,这种发射可以用来寻找电磁对应物的引力波事件从双中子星合并,有短的伽马射线暴和相应的余辉看到离轴,因此太弱而无法检测。在这里,我们报告发现三个新的FXTs,XRT 170901,XRT 030511和XRT 110919,从初步搜索钱德拉档案数据。与CDF-S XT 2类似,这些新的FXT具有非常快的上升(不到几十秒)和持续1-2 ks的X射线通量$\sim$ $1.0\times10^{-12}$ erg s $^{-1}$ cm $^{-2}$的平台,随后是陡峭的衰减。它们的光学/红外对应物,如果存在的话,是非常弱的,反对这些FXTs的恒星耀斑起源。对于XRT 170901,我们发现了一个微弱的宿主星系,其源位于外围,与CDF-S XT 2非常相似。因此,我们新发现的FXTs也是由双中子星合并产生的磁星供电的X射线瞬变的强有力的候选者。
2022-01-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Explaining recently studied intermediate luminosity optical transients (ILOTs) with jet powering
我们应用喷气动力的COMT的情况下,最近研究的两个中间光度光学瞬变(COMT),并找到相关的壳质量和射流的能量,可能占这些COMT的爆发。在喷流驱动的双星系中,围绕其中一颗恒星的吸积盘会发射喷流。喷流与先前喷出的慢壳层的相互作用将动能转化为热能,其中一部分被辐射出去。我们应用两种模型的喷气动力的CRTT方案。在球壳模型中,射流加速球壳,而在茧玩具模型中,射流穿透壳并膨胀热气泡,即茧。我们发现了一致的结果。对于ABT(ILRT:通过对中亮度红瞬变的SNhunt 120计算,我们得到壳层质量和喷流能量分别为Ms=0.5- 1 Mo和E2 j = 5e ~(47)erg。喷嘴的半开度角为α =30-60度。对于明亮的红新星AT 2014 ej的第二个峰值,我们发现这些量是Ms=1- 2 Mo和E2 j =1.5e48erg,α =20-30度。这些模型无法判断这些超新星是由恒星合并留下一颗恒星提供动力,还是由两颗恒星幸存下来的质量转移提供动力。在这两种情况下,壳层的质量和喷流的能量都表明双星系统的质量很大,M1+M2的质量总和大于10 Mo。
2020-10-24 astro-ph.HE
Effect of a High Opacity on the Light Curves of Radioactively Powered Transients from Compact Object Mergers
致密天体的并合是一种很有前途的天体物理引力波信号源。从这种合并中喷射出的r-过程材料可能会导致放射性供电的电磁对应物,如果被发现,将提高GW探测的科学回报。由于对重r过程元素的光学性质知之甚少,以前的光变曲线模型采用了类似于铁族元素的不透明度。在这里,我们报告说,存在较重的元素,特别是镧系元素,增加喷出物的不透明度的几个数量级。我们包括这些较高的不透明度随时间变化,多波长辐射传输计算预测的宽带光变曲线的一维模型在一系列参数(喷出物质量从0.001至0.1太阳质量和速度从0.1至0.3c)。我们发现,更高的不透明度导致更长的持续时间的光变曲线,可以持续一周或更长时间。由于强的光学线覆盖,发射向红外波段偏移,并且稍后时间的颜色代表接近镧系元素的复合温度(T ~ 2500 K)的黑体。我们进一步考虑的情况下,第二个质量流出,由56镍,从磁盘风喷出,并表明净结果是一个独特的两个组件的光谱能量分布,与明亮的光学峰由于56镍和红外峰由于r-过程喷出物。我们简要地考虑这些瞬态检测和识别的前景。
2013-03-22 astro-ph.HE
r-Process Nucleosynthesis and Radioactively Powered Transients from Magnetar Giant Flares
本文提出磁星巨耀发是r-过程核合成的新场所,通过核反应网络计算和半解析光变曲线模型,预测其抛射物可合成第三峰r-核素并产生峰值光度约10^39–10^40 erg/s、时标约10–15分钟的紫外/光学暂现源,且因延迟时间短而可能富集最早恒星。
2025-07-01 astro-ph.HE
The neutron star transient and millisecond pulsar in M28: from sub-luminous accretion to rotation-powered quiescence
球状星团M28中的X射线瞬变IGR J18245-2452包含第一颗在旋转动力和吸积动力脉动之间切换的中子星(NS)。我们分析了2013年3月至4月由Swift观测到的25 d长的爆发,其峰值辐射光度约为爱丁顿极限(L $_{E}$)的6%,并给出了2013年4月7日观测到的热核爆发的详细性质。我们还对新的和存档的Chandra数据进行了详细分析,我们使用这些数据研究了2002年至2013年期间IGR J18245-2452的静态发射。总之,这些观测涵盖了几乎五个数量级的X射线光度(L $_X$,0.5-10千电子伏)。斯威夫特光谱在爆发衰变期间软化(光子指数$Γ$从L $_X$ /L $_{E}$ =10 $^{-2}$以上的1.3到L $_X$ /L $_{E}$ =10 $^{-4}$时的~2.5),类似于其他NS和黑洞(BH)瞬变。在更低的光度下,深钱德拉观测揭示了硬($Γ$ =1-1.5),纯粹的非热和高度可变的X射线发射静止。因此,我们找到了在L $_X$ /L $_{E}$ ~10 $^{-4}$的光谱跃迁的证据,在爆发下降期间观察到的X射线光谱软化变成硬化,因为源去平静。此外,我们在2008年钱德拉光变曲线中发现了一个惊人的变化模式:在高L $_X$“活跃”状态(L $_X\simeq$ 3.9x10 $^{33}$ erg/s)和低L $_X$“被动”状态(L $…
2013-11-06 astro-ph.HE
Radioactively-Powered Gamma-Ray Transient Associated with a Kilonova from Neutron Star Merger
GW 170817/GRB 170817 A/AT 2017 gfo的关联提供了中子星合并作为$r$过程核合成的重要来源的第一个直接证据。伽马射线瞬变(GRT)将由新合成的$r$过程元素的放射性衰变提供动力。通过详细分析kilonova喷出物的成分和γ射线不透明度,计算了一系列质量为$M_{\rm ej}=0.001 \sim 0.05M_{\odot}$、膨胀速度为$v_{\rm ej}= 0.1\sim 0.4c$的球对称并合喷出物模型的GRT光变曲线和光谱。发现GRT光变曲线的峰值依赖于$M_{\rm ej}$和$v_{\rm ej}$,即$t_{\rm pk} \approx 0.5~{\rm days} ~ (M_{\rm ej}/0.01M_{\odot})^{1/2}(v_{\rm ej}/0.1c)^{-1}$和$L_{\rm pk} \approx 2.0\times10^{41} ~{\rm erg~s} ^{-1} (M_{\rm ej}/0.01M_{\odot})^{1/2}(v_{\rm ej}/0.1c)$。大多数辐射光子在$100-3000$ keV波段,对于不同的核物理输入,谱峰在约800 keV处。线特征由于多普勒展宽效应而变得模糊。采用文献中报道的喷出物参数,我们研究了与AT 2017 gfo相关的可能GRT的检测概率。我们表明,GRT不能令人…
2022-05-30 astro-ph.HE
Light-curve Modelling for The Initial Rising Phase of Rapidly-evolving Transients Powered by Continuous Outflow
风驱动模式是一个新的框架,模拟观测特性的瞬变动力来自一个中央系统的连续流出。虽然它已被应用于快蓝光学瞬变(FBOTs),但由于稳态假设,其适用性仅限于峰后行为;非稳态物理,例如,扩大外流,是重要的模拟初始上升阶段。在本文中,我们建立了一个时间相关的风驱动模式,它可以考虑到扩大流出和流出率的时间演变。我们将该模型应用于一个样本的观察良好的FBOTs。FBOT需要高流出速率($\sim 30$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$)和快速度($\sim 0.2-0.3c$),典型的喷出物质量和能量预算分别为$\sim 0.2$ M $_{\odot}$和$\sim 10^{52}$ erg。能量外流支持了这样一种观点,即FBOT的中心引擎可能与相对论物体有关,例如,一个黑洞光球的初始温度是$10^{5-6}$ K,这表明FBOTs将显示类似于超新星激波爆发的紫外线或X射线闪光。我们讨论了未来的前景调查和后续观测的FBOTs在紫外波段。FBOT在紫外波段比在光学波段更亮,并且时间尺度比光学波长长一点。我们认为,具有宽视场的紫外望远镜可以在发现FBOTs和表征其性质方面发挥关键作用。
2023-03-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Multi-wavelength View of the Type IIn Zoo: Optical to X-ray Emission Model of Interaction-Powered Supernovae
与星周介质(CSM)的相互作用提供动力的瞬变经常在光学以外的波长中观察到,在推断爆炸和CSM的性质或区分其他动力机制时,多波长建模可能很重要。我们建立了一个计算相互作用动力瞬变过程随时间变化的发射光谱的模型。我们解决了电子-质子等离子体的能量方程的冲击SN喷出物和CSM和辐射转移方程的CSM的外缘,结合碰撞弛豫和康普顿化的韧致辐射。我们将我们的模型与IIn型超新星的观测结果进行比较,其频率范围从光学到X射线。对于SN 2010 jl,如果假设CSM中存在不对称或不对称结构,则可以一致地解释观察到的光学和X射线光变曲线,这与先前的研究一致。对于SN 2014 C,我们的模型成功地再现了X射线韧致辐射分量和H $α$发射在爆炸后400天的出现。最后,我们找到一个参数空间,超新星是非常X射线明亮,达到$10^{43}$ - $10^{44}\ {\rm erg\ s^{-1}}$达$100$天。这样的X射线瞬变可能通过例如eROSITA的全天空调查来检测。
2021-04-22 astro-ph.HE
A Multi-Wavelength Survey of Transient Lensing Opportunities for Primordial Black Hole Searches
Santa Cruz Institute for Particle Physics(圣克鲁兹粒子物理研究所);Department of Physics, University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校物理系)
该研究系统比较多波段天体物理瞬变源的引力透镜PBH搜寻潜力,给出质量窗口、丰度灵敏度及观测要求,为未来仪器与策略设计提供路线图。
2025-09-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Electromagnetic Counterparts of Compact Object Mergers Powered by the Radioactive Decay of R-process Nuclei
kHz引力波(GW)的最有希望的天体物理来源是双中子星(NS)/黑洞系统的螺旋和合并。最大限度地提高GW探测的科学回报将需要确定一个符合的电磁(EM)对应物。致密天体合并产生的各向同性电磁辐射最有可能的来源之一是由合并喷出物中合成的重元素的放射性衰变提供动力的类超新星瞬变。我们提出的第一个计算的光学瞬态紧凑的对象合并,自洽地确定放射性加热通过一个核反应网络,使用这个加热速率,我们模拟的光变曲线与一维蒙特卡罗辐射传输计算。对于质量约为1 e-2 M_sun[1 e-3 M_sun]的喷出物,光变曲线在约1天的时间尺度上达到峰值,V波段光度为nu L_nu ~ 3e 41 [1 e41] ergs/s(M_V = -15[-14]);这对应于Li-Paczynski玩具模型中的有效“f”参数~3e-6。我们认为,这些结果是相对不敏感的不确定性,在相关的核物理和精确的早期动力学和喷出物组成。由于NS合并瞬变的快速演变和低光度,GW探测触发的EM对应搜索将需要GW和天文学界之间的密切合作。NS合并瞬变也可以在短持续时间的伽马射线暴之后被检测到,或者用当前或即将到来的光学瞬变勘测“盲目地”被检测到。由于NS合并喷出物产生的排放是由稀有r过程元素的形成提供动力的,因此目前的光学瞬态测量可以直接限制宇宙中最重元素的未知来源。
2010-04-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
From mass-loss histories to lightcurves: a generalised framework for interaction-powered transients
Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge(剑桥大学卡弗里宇宙学研究所);Institute of Astronomy, University of Cambridge(剑桥大学天文研究所);Astrophysical Big Bang Laboratory (ABBL), RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)(理化学研究所先驱研究院天体物理大爆炸实验室);School of Physics and Astronomy, Monash University(蒙纳士大学物理与天文学院);OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Australia(澳大利亚ARC引力波发现卓越中心)
本文提出了一种快速且通用的框架,用于建模相互作用驱动的暂现源,通过求解薄壳运动方程来模拟喷射物与周围星壳物质的碰撞,并支持任意的星壳密度和速度分布。该框架通过两种光度处理方法实现了光学/紫外光变曲线的建模,并通过基准比较展示了其在辐射-流体动力学模拟中的有效性。
2026-09-15 astro-ph.HE
Supernovae powered by magnetars that transform into black holes
快速旋转的强磁化中子星(磁星)可以通过磁自旋释放出巨大的旋转能量,为超亮超新星等明亮的瞬变提供能量来源。另一方面,特别大质量(所谓的超大质量)的中子星需要一个最小的旋转速率来支持它们的质量对抗引力坍缩,低于这个速率,中子星就会坍缩成一个黑洞。我们模拟了由磁星驱动的超新星的光变曲线,磁星转化为黑洞。虽然在超亮超新星的范围内,峰值亮度可以达到很高的值,但由于中心能量输入的突然损失,它们的后最大光变曲线可以非常迅速地下降。早期黑洞转化也增强了磁星驱动泡相对于主超新星峰的冲击爆发信号。我们合成的由磁星转化为黑洞的超新星的光变曲线与Arcavi等人(2016)最近报道的一些快速演变的明亮瞬变一致。
2016-09-15 astro-ph.HE
On the nature of the planet-powered transient event ZTF SLRN-2020
研究行星与恒星合并引发的瞬变事件 ZTF SLRN-2020,提出行星在被吞噬前发射低速喷流并形成吸积盘,进而由吸积盘驱动的喷流形成双极膨胀星云。
2023-06-21 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
A Monte Carlo approach to magnetar-powered transients: II. Broad-lined type Ic supernovae not associated with GRBs
宽线Ic型超新星(SNe Ic-BL)是核坍缩超新星的一个子类,其能量来源在文献中存在争议。近年来,人们用磁星(+~(56)Ni)模型对SNe的Ic-BL进行了一系列研究。磁星形成的证据是在观测良好的SNe Ic-BL 1998 bw和2002 ap中发现的。本文系统地研究了一个与伽马射线暴无关的大样本SNe Ic-BL。我们使用的光球速度数据确定在一个均匀的方式。我们发现,磁星+56 Ni模型提供了一个很好的描述的光变曲线和速度演化的我们的样品的SNe Ic-BL,虽然一些SNe(不是全部)也可以描述的纯磁星模型或由两个组件的纯56 Ni模型(12个中的3个是不太可能解释的两个组件模型)。在磁星+56 Ni模型中,解释其光度所需的56 Ni量显著减少,并且导出的初始爆炸能量通常与中微子加热一致。不同的物理参数之间的一些相关性进行了评估,并讨论了它们对磁场放大和总能量库的影响。
2017-12-14 astro-ph.HE
A Monte Carlo Approach to Magnetar-powered Transients: I. Hydrogen-deficient Superluminous Supernovae
本文收集了19颗贫氢超亮超新星(SLSNe),基于磁星动力模型拟合了它们的光变曲线、温度演化和速度演化。为了获得最佳拟合参数,我们采用马尔可夫链蒙特卡罗方法。其中7个事件的拟合效果较好($χ^2$ /d.o.f = $0.24-0.96$),另外7个事件的拟合效果较好($χ^2$ /d.o.f = $1.37-3.13$)。我们发现,初始周期($P_{0}$)和磁场强度($B_{p}$)的磁星应该为这些SLSNe供电的范围内的$\sim 1.2-8.3$ ms和$\sim (0.2-8.8)\times 10^{14}\,$ G,分别;这些SLSNe的喷出物的推断质量在1和27.6 $M_{\odot }$之间,和伽马射线不透明度值$κ_{γ}$在0.01和0.82厘米$^2$ ~g $^{-1}$之间。我们还计算了在这些SLSNe的残余物的中心窝藏的磁星的初始旋转能量被转换为喷出物的动能的分数,并发现该分数是$\sim 19-97$为不同的值的$P_{0}$和$B_{p}$,表明加速效应不能忽略。此外,我们发现,大多数这些SLSNe的初始动能是如此之小($\lesssim 2\times 10^{51}$ erg),它们可以很容易地解释中微子驱动的机制。这些结果有助于澄清与SLSNe的能源机制和爆炸机制相关的一些重要问题,并揭示SLSNe的本质。
2017-05-17 astro-ph.HE
Interaction-powered Type Ibn Supernovae as a Transient PeVatron Candidate: The Case of SN 2023uqf
RIKEN(理化学研究所);The University of Tokyo(东京大学);Kyoto University(京都大学);Tohoku University(东北大学)
通过辐射流体动力学模拟和宇宙线加速模型,研究SN 2023uqf是否与~442 TeV中微子警报IC-231004A一致,表明其激波-星周介质相互作用可产生瞬态PeVatron相。
2026-06-24 astro-ph.HE
Progenitor models of the electromagnetic transient associated with the short GRB 130603B
由r-过程元素的放射性衰变提供能量的电磁瞬变,即所谓的kilonova/macronova,是至少包含一颗中子星的致密双星合并可能观测到的结果之一。最近的观测强烈地暗示了电磁瞬变的首次发现,这与短GRB 130603 B有关。我们结合数值相对论模拟和辐射转移模拟的动态喷出物的双中子星和黑洞-中子星合并,探索这一事件的可能的祖先。我们表明,在一个现实的参数范围内的喷出物模型一致再现所观察到的近红外过量。我们还表明,软状态方程模型的双中子星合并和刚性状态方程模型的黑洞-中子星合并有利于重现观测到的光度。
2013-10-06 astro-ph.HE gr-qc
Searching for $γ$-ray Counterparts to Very Faint X-Ray Transient Neutron Star binaries
极微弱X射线瞬变(VFXTs)是一组低亮度的X射线双星,其爆发时的峰值X射线亮度仅为10 $^{34}$ -10 $^{36}$ erg\,s $^{-1}$。利用\it费米伽玛射线空间望远镜(LAT)的$γ$射线数据,我们研究了它们可能含有旋转驱动的微扰星,或者更具体地说是过渡毫秒微扰星(MSP)的性质。在40多个已知的VFXTs中,我们选择了12个中子星系统。我们分析了0.2- 300 GeV能量范围内12个VFXTs的LAT数据,但没有发现任何可能被{ \it Fermi}探测到的对应物。我们得到了12个光源的光度上限。虽然到源的距离在很大程度上是不确定的,但上限与两个过渡系统PSR J1023 $-$ 0038和XSS J12270 $-$ 4859的亮度相当。从我们的研究中,我们得出结论,在$γ$射线中没有发现任何证据表明某些VFXTs可能包含旋转动力MSP(或过渡MSP系统)。
2018-04-28 astro-ph.HE
Accretion-powered flares from black hole-disk collisions in galactic nuclei
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)(马克斯·普朗克引力物理学研究所(爱因斯坦研究所));Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学)
研究通过辐射后处理框架模拟黑洞-盘碰撞,揭示碰撞后流体在不同盘密度和碰撞速度下的光变曲线和能谱特征,发现长寿命超Eddington吸积流主导发光,且低速碰撞产生更明亮的耀斑,盘面密度影响能谱演变。
2026-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Stochastic accretion and the variability of supergiant fast X-ray transients
在本文中,我们考虑了一个紧凑的对象(CO)的光度变化的吸积的一个非常不均匀的(“clusification”)的物质流。单个团簇的吸积导致X射线耀斑:我们采用一个简单的模型来描述CO对单个团簇吸积的响应,并推导出一个吸积动力光度$L(t)$的随机微分方程。我们把它等价地表示为耀斑光度分布方程,并讨论了它在稳态情况下的解。作为一个案例研究,我们应用我们的形式主义的超巨快X射线瞬变(SFXTs),一个特殊的子类的高质量X射线双星(HMXB)的FLD的分析。我们将我们的理论FLD与SFXT IGR J16479-4514、IGR J17544-2619和XTE J1739-302中观察到的分布进行比较。尽管它的简单性,我们的模型相当同意所观察到的分布,并允许预测恒星风的一些属性。最后,我们讨论了我们的模型如何解释SFXTs的广泛FLD和持久性HMXB的分布窄得多之间的差异。
2012-11-19 astro-ph.HE
Radio Emission from Fast Blue Optical Transients Powered by Trans-relativistic Shocks in Confined Circumstellar Material
Central China Normal University(华中师范大学);Institute of Astrophysics, Central China Normal University(华中师范大学天体物理研究所);Laboratory for Compact Object Astrophysics and Astronomical Technology, Central China Normal University(华中师范大学致密天体天文学与技术实验室);Education Research and Application Center, National Astronomical Data Center(国家天文台教育研究与应用中心)
本文提出了一种向前冲击波同步辐射模型,解释了快速蓝色光学暂现源(FBOTs)的无线电光变曲线多样性,表明其快速峰值后衰减是由冲击波从密集内层circumstellar物质过渡到更稀薄的外层环境引起的。
2026-05-17 astro-ph.HE
Luminous Red Novae as shock-powered transients I: Electron-scattering wings and deviations from Case B
Cosmic Dawn Center (DAWN)(宇宙黎明中心);Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所);Research Center for the Early Universe, Graduate School of Science, The University of Tokyo(东京大学理学研究科早期宇宙研究中心);Astronomical Institute, Tohoku University(东北大学天文学研究所)
研究亮红新星光谱行为,通过六个样本识别出激波过程光谱证据,如快速抛射物扫过上游物质等,发现激波光度可解释其总能量,平台期后光谱学有用,还从复合线比值得到上游介质密度限制。
2026-07-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Merger Precursor: Year-long Transients Preceding Mergers of Low-mass Stripped Stars with Compact Objects
本研究通过模拟低质量氦星与中子星并合前的质量转移和超爱丁顿吸积风,解释了持续数年的缓慢上升暂现源,并成功应用于Ibn型超新星SN 2023fyq的前兆活动。
2024-11-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the nature of Fast Blue Optical Transients
快速蓝光瞬变(FBOTs)的短上升时间需要非常轻的喷射包层$M_{ej} \leq 10^{-1} M_\odot$,比典型的超新星小得多。短的峰值时间也意味着FBOT应该是流体动力的,而不是放射性的。钱德拉探测器在328天后探测到$L_X \sim 10^{42} $ erg s $^{-1}$的AT 2020 mrf中的X射线发射,这意味着在$\sim 6 \times 10^{49}$ erg的伽马射线暴(GRB)水平上的总的、总体上占优势的X射线能量学。我们进一步发展了Lyutikov & Toonen(2019)的模型,其中FBOTs是ONeMg WD和另一个WD之间的超双白矮星(WD)合并产物的晚期吸积诱导坍塌(AIC)的结果。在$\sim 10^3-10^4$年的时间尺度上,从合并产物到风的质量损失与添加到核心的灰烬之间的竞争导致了小的喷出物质量和FBOTs的稀有性。只有当AIC前的包层质量为$\leq 10^{-1} M_\odot$时,才会发生FBOT。FBOTs本身来自中央发动机驱动的辐射主导的前向冲击,因为它通过喷出物传播。FBOTs的持续时间由NS驱动的前向激波在膨胀的喷出物中产生的光子的扩散时间决定。喷出物深处的中心源产生的所有光子几乎同时逃逸,产生短暂的明亮事件。高能辐射产生于高度相对论性和高度磁化的终止激波,与脉冲星风星云在性质上相似。Lyutikov…
2022-06-17 astro-ph.HE
Fast Extragalactic X-ray Transients From Binary Neutron Star Mergers
最近在钱德拉深场-南(CDF-S)观测的档案数据中发现的两个河外快X射线瞬变,CDF-S XT 1和CDF-S XT 2的观测光变曲线和其他性质表明,它们属于两个不同的X射线瞬变群。XT 1似乎是一种X射线闪光(XRF),即,一个窄束长持续时间的伽马射线暴,而XT 2似乎是一个星云发射的动力来自一个新诞生的毫秒脉冲星在一个中子星双合并。
2019-11-13 astro-ph.HE hep-ph
EP251023a: A fast X-ray transient featuring a magnetar-powered optical internal plateau followed by a steep decay
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);Altay Astronomical Observatory(阿勒泰天文台);Department of Astronomy, School of Physics, Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学物理学院天文学系);Department of Astronomy, Univer(大学天文学系)
EP251023a是一个由EP探测到的无伽马射线对应体的快速X射线暂现源,其晚期光变曲线呈现消色差平台期后接陡峭衰减,支持快速旋转毫秒磁星引擎模型。
2026-06-24 astro-ph.HE
Probing planetary-mass primordial black holes with continuous gravitational waves
引力波可以探测行星质量的原始黑洞的存在。考虑到$[10^{-7}-10^{-2}]M_\odot$的质量范围,吸入的原始黑洞可以发射连续的引力波,持续多年的准单色信号,或者是瞬态连续波,其频率演化遵循幂律并持续$\mathcal{O}$(小时-月)。我们表明,在我们的银河系的原始黑洞双星可能会产生可检测的引力波不同的质量函数和形成机制。为了检测这些灵感,我们采用了最初设计用于搜索来自非对称旋转中子星的引力波的方法。第一种方法,频率霍夫,利用连续的,准单色性质的吸入黑洞是足够轻,相距甚远,使他们的轨道频率可以近似为线性与一个小的自旋。第二种方法,广义频率霍夫,下降的线性假设,并允许信号频率遵循幂律演变。我们探索的参数空间,每种方法是敏感的,推导出理论上的敏感性估计,确定最佳的搜索参数和计算的计算成本的全天空和定向搜索。我们预测我们的银河系内的原始黑洞的丰度的限制,表明我们可以约束的原始黑洞组成,$f_{\rm PBH}$,是$f_{\rm PBH}\lesssim 1$啁啾质量之间的$[4\times 10^{-5}-10^{-3}]M_\odot$电流检测器的部分暗物质。对于爱因斯坦望远镜,我们期望对于[ $10^{-4}-10^{-3}]M_\odot$]之间的啁啾质量,约束改善到$f_{\rm PBH}\lesssim 10^{-2}$。
2021-05-24 astro-ph.HE gr-qc
Spectroscopic Modeling of Luminous Transients Powered by H-Rich and He-Rich Circumstellar Interaction
本文用开源SuperLite辐射转移代码系统建模富氢与贫氢超亮超新星的CSM相互作用,揭示CSM质量、成分和几何结构对Hα、Hβ等光谱演化的指示意义。
2024-11-18 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Roaring to softly whispering: Persistent X-ray emission at the location of the Fast Blue Optical Transient AT2018cow $\sim$3.7 yrs after discovery and implications on accretion-powered scenarios
本研究通过AT2018cow发现后3.7年的X射线观测,支持LFBOT为吸积动力现象,并指出其可能源于超爱丁顿吸积系统在百天内演化至亚爱丁顿状态。
2024-02-06 astro-ph.HE
Rapidly Evolving and Luminous Transients Driven by Newly Born Neutron Stars
我们提供了一个全面的分析,最近发现的泛星1中深调查的一些快速发展和发光瞬变的发射材料的属性。据发现,这些瞬变可能是由一个低质量的非相对论流出,是由一个新诞生的,快速旋转,高度磁化的中子星持续供电。这样的系统可能起源于白矮星的吸积引起的坍缩,或者是中子星-中子星双星的合并。因此,对这些瞬态的观测将有助于约束白矮星和中子星物理和/或搜索和识别合并的引力波信号。
2015-05-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evaporating Primordial Black Holes in Gamma Ray and Neutrino Telescopes
一个处于蒸发最后阶段的原始黑洞,位于局部附近,可以在伽马射线和中微子望远镜中产生可探测的信号。我们重新评估预期的伽马射线和中微子通量从这些瞬变点事件,并讨论现有的约束的后果。对于伽马射线,我们提高了几个因素,而中微子,我们得到显着不同的结果比现有的文献。详细讨论了中微子望远镜在寻找原始黑洞中的能力和优势。γ射线和中微子能量和时间分布的相关性将被推广为识别原始黑洞的有力工具,以备探测。
2021-12-22 astro-ph.HE hep-ph
AT2024wpp: An Extremely Luminous Fast Ultraviolet Transient Powered by Accretion onto a Black Hole
研究发现了一个极亮快速紫外暂现源AT 2024wpp,通过多波段观测确定了其峰值总辐射能量和最大光球半径,并提出了一种由快速吸积引擎驱动的模型解释其高红移和高能辐射特性。
2026-04-21 astro-ph.HE
Swift monitoring of M51: A 38-day super-orbital period for the pulsar ULX7 and a new transient ULX
我们提出的结果,从监测活动与尼尔Gehrels斯威夫特天文台的M51星系,其中包含几个变量的超亮X射线源(ULXs)。持续的运动始于2018年5月,我们在这里报告$\sim1.5$多年的观察结果。该活动包括105次观测,典型的周期为3- 6天,目标是确定ULX的长期X射线可变性。其中两个变化最大的源是ULX 7和ULX 8,这两个源都是由中子星提供动力的,这些中子星的亮度超过其各向同性爱丁顿光度高达100倍。这进一步证明了中子星驱动的ULX是最易变的。我们的两个主要结果是,第一,ULX 7表现出一个周期性的流量调制与一个38天的周期变化超过一个半量级的流量从峰到谷。由于该系统的轨道周期已知为2天,因此调制是超轨道的,这是ULX双星几乎无处不在的特性。其次,我们确定了一个新的瞬态ULX,M51 XT-1,它的发病发生在我们的活动,达到峰值亮度的$\sim10^{40}$ erg s $^{-1}$,然后逐渐衰落,在未来的$\sim200$天,直到它滑到我们的观测检测限以下。结合瞬态的高质量Swift/XRT光变曲线,Chandra和XMM-Newton的偶然观测提供了对可能的超级爱丁顿事件的发生和演变的见解。
2019-12-10 astro-ph.HE
SN 2025fhm: A central-engine powered Ic-BL supernova associated with X-ray transient EP250304a
Tsinghua University(清华大学);University of Toronto(多伦多大学);Department of Physics, University of Hong Kong(香港大学物理系);Hong Kong Institute for Astronomy and Astrophysics, University of Hong Kong(香港大学天文与天体物理研究所);Hainan Tropical Ocean University(海南热带海洋学院);Chinese Academy of Sciences South America Center for Astronomy (CASSACA), National Astronomical Observatories, CAS(中国科学院国家天文台南美天文中心);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台)
本研究通过多波段观测和模拟,发现EP250304a/SN 2025fhm的晚期光变曲线需中心磁星引擎解释,表明其能量来源为磁星而非仅放射性衰变。
2026-09-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Radio signatures from encounters between Neutron Stars and QCD-Axion Minihalos around Primordial Black Holes
由于轴子与标准模型粒子的相互作用非常弱,因此探索QCD轴子暗物质(DM)假说极具挑战性。我们提出了一种新的途径来测试的QCD轴子DM通过瞬态无线电签名之间的遭遇来自中子星(NS)和轴子迷你晕周围的原始黑洞(PBH)。我们考虑一个一般的QCD轴子的情况下,PQ对称性破缺发生之前(或期间)的通货膨胀共存的一小部分DM的形式PBH。黑洞周围将出现典型的秒差距尺度的轴子微晕。迷你晕中的轴子密度可能远高于局部DM密度,而这些致密天体在今天银河系中的存在为检验轴子DM假说提供了一个新的机会。我们研究了银河系中小晕质量分布的演化,并估计了NS和装饰PBH之间的相遇率。我们发现,遇到引起的瞬态线状发射的射频光子产生的共振轴子光子转换在NS磁层和特征信号可以检测到与当前和未来的射电望远镜的灵敏度。因此,深入研究这些信号的搜索策略将为QCD轴子的探测提供新的途径。
2021-09-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Fallback accretion powered supernova light curves based on a neutrino-driven explosion simulation of a 40 Msun star
我们提出了基于中微子驱动的40 Msun零金属丰度恒星爆炸的后备动力超新星的合成光变曲线,该恒星具有显着的后备吸积到黑洞上,Chan等人(2018)之前模拟过直到冲击爆发。在这里,我们调查的光变曲线特性的冲击爆发后,各种回落模型。如果没有来自后退吸积的额外能量,光变曲线是IIP型超新星的光变曲线,其平台星等约为-14等,平台持续时间为40天。然而,随着回落吸积的光变曲线的额外功率,我们发现瞬态可以显着更明亮。光变曲线形状可以是SN 1987 A型或IIP型,这取决于后备引擎的效率。如果吸积盘在坍缩后很快形成,并且超过1%的吸积能量作为中心引擎被释放,则回退吸积动力超新星变得与超亮超新星一样明亮。我们认为,II型超亮超新星与广泛的氢功能可能与这种富氢超新星的后退吸积。在未来,这种由后退吸积提供动力的超亮超新星可能会在来自第一颗恒星的超新星中发现,除了对不稳定超新星和脉冲对不稳定超新星。
2019-06-01 astro-ph.HE
Non-thermal transient sources from rotating black holes
旋转的黑洞可以为最极端的非热瞬态源提供动力。它们有一个长时间的粘性时间尺度的自旋下降,并产生沿其自旋轴的非热发射,由相对论毛细管效应。我们报告的BATSE光变曲线的匹配滤波,符合粘性时标的发现,并确定UHECR能量的GZK阈值的离子污染物沿黑洞自旋轴的线性加速,符合黑洞质量和FR II活动星系核的寿命。我们解释的情况下,UHECR从BL紫胶对象由于UHECR排放最好在可观的角度远离黑洞自旋轴。黑洞自旋可能是伽玛暴与其宿主环境、活动星系核与其宿主星系统一的关键。我们的模型指出,在无线电的长时间爆发从长伽玛暴没有超新星和引力波从所有长伽玛暴。
2009-01-12 astro-ph.HE
Primordial Black Holes and $r$-Process Nucleosynthesis
我们发现,如果质量为${10}^{-14}\,{\rm M}_\odot < {\rm M}_{\rm PBH} < {10}^{-8}\,{\rm M}_\odot$的原始黑洞占暗物质的百分之几或更多,那么在原始黑洞与中子星的相互作用中可以产生部分或全部的$r$过程核合成。被中子星(NS)捕获的PBH下沉到NS的中心,并从内部消耗它。当这发生在旋转的毫秒周期NS中时,所产生的自旋向上蒸发相对冷的富含中子的材料的$\sim 0.1-0.5\,{\rm M}_{\odot}$。这种喷射过程以及伴随的核物质减压和衰变可以产生电磁瞬变,如千诺瓦型余辉和快速射电暴。这些瞬变并不伴随着显著的引力辐射或中微子,这使得这些事件可以与发生在引力波观测站的距离灵敏度限制内的紧凑物体合并区分开来。PBH-NS的破坏方案是一致的脉冲星和NS统计,暗物质的内容和空间分布在银河系和超暗矮星(UFD),以及与$r$ -过程的内容和演化历史,在这些网站。喷射出的物质被β衰变加热,这导致正电子的发射量与从银河系中心观察到的511 keV线一致。
2017-08-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Primordial Extremal Black Holes as Dark Matter
研究表明,在给定暗电磁和重暗电子的情况下,质量范围从Planck尺度到$10^9$ g附近的原始(近)极值黑洞是宇宙学稳定的,并且可以解释暗物质.对于单个黑洞,霍金辐射和Schwinger放电过程分别被近极值和重暗电子所抑制.相比之下,双星系统的合并事件提供了直接观察霍金辐射的机会。由于合并产物不是极端的,它们迅速蒸发并产生瞬时高能中微子和伽马射线信号,可以在IceCube和HAWC等望远镜上观察到。近极值黑洞和暗电子质量之间的关系也可以为弱引力猜想提供线索。
2019-06-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Wind-reprocessed Transients
我们考虑的情况下,从一个瞬变事件的光度是再处理的光学厚风。潜在的应用是由黑洞,引擎驱动的超新星,和独特的快速瞬变发现当前和未来的广域调查恒星的潮汐中断。我们推导出稳定且随时间变化的风的注入亮度和观测亮度之间的关系,并讨论如何设置散射主导的辐射传输的温度。我们应用这个框架的具体例子潮汐中断事件和形成的一个大质量的恒星的黑洞,以及讨论其他应用,如从详细的流体动力学模拟得出的观测值。我们的结论是探索推断的质量损失率和基础发动机驱动AT2018cow,如果它被解释为风再处理瞬态,表明其光学发射是一致的再处理所观察到的软X射线。
2020-03-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining the Rate of Primordial Black-Hole Explosions and Extra Dimension Scale using a Low-Frequency Radio Antenna Array
一个爆炸的原始黑洞(PBH)可能会产生一个电磁辐射脉冲,在无线电频谱的低频端可以检测到。此外,PBH爆炸产生的无线电瞬变可能是额外空间维度的特征。本文介绍了一种利用低频无线电天线阵搜索PBH爆炸的方法,并作为一个实际例子,给出了利用8米波长瞬态天线阵(ETA)搜索PBH爆炸的结果。在$\approx 4$小时的数据中没有检测到令人信服的天体物理信号,这意味着对于佩奇和霍金的标准场景,对于火球洛伦兹因子为$10^{4.5}$的爆炸PBH,爆炸PBH速率的观测上限为$4.2 \times 10^{-7} \,\rm{pc}^{-3}\,\rm{yr}^{-1}$。这个速率限制是迄今为止对具有这种火球洛伦兹因子的PBH爆炸的最强约束。使用阿雷西博天文台的观测($\sim300$小时)被用来为$10^{4.6}$的火球洛伦兹因子设置一个更强的限制PBH爆炸的速率,但这些观测设置的限制为火球洛伦兹因子在这里考虑的是不那么严格的一个数量级以上。这里考虑的限制适用于爆炸PBH在星系晕。这些观察也意味着上限的$2.0 \times 10^{-4} \,\rm{pc}^{-3}\,\rm{yr}^{-1}$的PBH爆炸率的背景下,某些额外的维模型所描述的Kavic等人。这一速率限制是一个火球洛伦兹因子的$10^{4.3}$对应于额外的维度紧化尺度$3.0 \times 10^{-18}$ m。
2016-08-20 astro-ph.HE
Abundances and Transients from Neutron Star-White Dwarf Mergers
本文系统地研究了中子星-白矮星双星并合的全过程,重点研究了吸积盘中的流入流和流出流的性质及其电磁辐射。使用人口合成模型,我们确定了一个子集,这些双星中的白矮星同伴经历不稳定的质量转移和完整的潮汐破坏,形成一个大的吸积盘周围的中子星。该物质的演变根据对流为主的吸积盘模型与核燃烧,中微子排放,和磁盘表面风喷射。整个过程的极端动态已经证明很难进行分析,因此目前对这些特性的了解很少。合并的流出物富含铁和镍,产生了由放射性铁型同位素衰变提供动力的光学和红外辐射,通过SuperNu光曲线代码计算。我们发现这些系统能够提供明亮的,但短暂的,光学瞬变与电源的潜力伽马射线暴。
2022-09-26 astro-ph.HE
Optical Transients from the Unbound Debris of Tidal Disruption
在黑洞对恒星的潮汐分裂中,大约一半的恒星质量被束缚并落入黑洞,而另一半则被高速抛出。以前的几项研究已经考虑了由束缚物质的吸积产生的发射;我们考虑了未束缚的碎片一旦膨胀并变得透明也可能辐射的可能性。我们表明,逐步的能量输入从氢复合补偿绝热损失超过显着的膨胀系数。不透明度也会随着复合而急剧下降,并且内能可以通过从表面层向内传播的冷却透明波来辐射。结果是在破裂后约1周出现短暂的光学瞬变,持续3-5天,峰值亮度为10^40-10^42尔格/秒,视破裂恒星的质量而定。这些复合动力瞬变应该伴随着x射线/紫外线耀斑从吸积的束缚物质,因此可能是一个有用的签名,用于区分潮汐破坏事件,特别是对于低质量和中等质量的黑洞。
2009-11-28 astro-ph.HE
Roche-lobe overflow systems powered by black holes in young star clusters: the importance of dynamical exchanges
我们已经运行了600 N体模拟的中等质量(~3500 Msun)的年轻星团(SC)与三种不同的金属丰度(Z=0.01,0.1和1 Zsun)。模拟包括恒星性质和恒星风对金属丰度的依赖。质量大于25 Msun的大质量恒星黑洞(MSBH)可以通过大质量贫金属恒星(Z<0.3 Zsun)的直接坍缩形成。我们专注于人口统计的黑洞(BH)双星进行质量转移通过罗氏瓣溢出(RLO)。我们发现,44%的二进制文件,经历了RLO阶段(RLO二进制文件)通过动态交换形成。通过交换形成的RLO二进制(RLO-EB)比RLO原始二进制(RLO-PB)由更大质量的BH提供动力。此外,RLO-EB倾向于比RLO-PB更晚地开始RLO阶段。在贫金属的SC(0.01-0.1 Zsun)中,所有RLO双星中的> 20%由MSBH提供动力。绝大多数由MSBH支持的RLO二进制文件都是RLO-EB。我们制作了模拟的RLO双星的光学色星等图,考虑了施主星和辐照的吸积盘的发射。我们发现,RLO-PB通常与蓝色的同行比RLO-EB。我们比较模拟的同行与观察到的同行的9个超亮X射线源。我们讨论了IC 342 X-1、Ho IX X-1、NGC 1313 X-2和NGC 5204 X-1由MSBH提供动力的可能性。
2014-08-06 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR