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arXiv 2407.19002astro-ph.HE
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在晚期双中子星合并子环境中模拟短伽马射线暴喷流

Simulating short GRB jets in late binary neutron star merger environments

Matteo Pais, Tsvi Piran, Kenta Kiuchi, Masaru Shibata

AI总结:

本研究通过将未磁化喷流注入双中子星合并后阶段,验证了半解析估计对喷流突破和准直的预测,并发现晚期发射的3×10^49 ergs喷流合成余辉与GW 170817的射电观测数据高度吻合。

摘要:

双中子星合并事件 GW 170817A 的电磁辐射和余辉观测证实了该合并与一个短伽马射线暴(sGRB)的关联,该喷流具有狭窄(5°-10°)且强大(10^49-10^50 erg)的特征。我们使用 Kiuchi 等人(2023)对并合中子星进行的 1 秒长中微子辐射广义相对论磁流体力学(GR-MHD)模拟,并遵循 Pais 等人(2023)的半解析估计,将一个狭窄、强大且未磁化的喷流注入到合并后阶段。我们探索了不同的张角、光度、中心引擎持续时间以及合并后的时间。我们探讨了早期(合并后 0.1 s)和晚期(1 s)的喷流发射;后者与观测到的 GW 170817 和 GRB 170817A 之间约 1.74 s 的时间延迟相一致。我们证明半解析估计能正确预测喷流的突破和准直条件。在将我们的合成余辉光变曲线与 GW170807 的观测射电数据进行比较时,我们发现对于晚期发射、张角在约 5°-7° 范围内的 3×10^49 ergs 喷流,两者具有良好的一致性。

英文摘要:

The electromagnetic emission and the afterglow observations of the binary neutron star merger event GW 170817A confirmed the association of the merger with a short gamma-ray burst (sGRB) harboring a narrow ($5$°-$10$°) and powerful ($10^{49}$-$10^{50}~$erg) jet. Using the 1~second-long neutrino-radiation-GR-MHD simulation of coalescing neutron stars of Kiuchi et al. (2023) and following the semi-analytical estimates of Pais et al. (2023), we inject a narrow, powerful, unmagnetized jet into the post-merger phase. We explore different opening angles, luminosities, central engine durations, and times after the merger. We explore early ($0.1~$s following the merger) and late ($1~$s) jet launches; the latter is consistent with the time delay of $\approx 1.74~$s observed between GW 170817 and GRB 170817A. We demonstrate that the semi-analytical estimates correctly predict the jets' breakout and collimation conditions. When comparing our synthetic afterglow light curves to the observed radio data of GW170807, we find a good agreement for a $3 \times 10^{49}$ ergs jet launched late with an opening angle in the range $\simeq 5$°-$7$°.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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