GW190521 as a black-hole merger coincident with the ZTF19abanrhr flare
我们提出了一个分析，调和的引力波信号GW 190521观察到的先进LIGO和先进的处女座探测器与电磁耀斑ZTF 19abanrhr观察到的Zwicky瞬态设施。我们分析了GW 190521下的质量比先验均匀的$Q \in [1,4]$和使用国家的最先进的波形模型黑洞合并\texttt{NRSur7dq4}。我们发现了一个$90\%$可信区域的黑洞质量远远超出了最初报告的\cite{GW190521D}，我们的最大似然质量居住。我们发现一个$15\%$的概率，这两个黑洞避免对不稳定超新星间隙。我们推断出一个与ZTF 19 abanrhr高度一致的三维天空位置，获得了一个非常支持真巧合假设的几率比${\cal{O}}_{C/R}=72:1$。结合这一事件与中子星合并GW 170817，我们估计了哈勃常数H $_0=72.1^{+10.6}_{-6.4}\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$在$68\%$可信水平。
2021-12-23 astro-ph.HE gr-qc
Deep Multimessenger Search for Compact Binary Mergers in LIGO, Virgo, and Fermi/GBM Data from 2016-2017
本研究针对弱引力波暂现源与弱伽马射线暴的联合探测需求，开发了LIGO、Virgo与Fermi/GBM数据的多信使联合分析方法，利用O2运行数据验证了方法有效性，并探讨了提升探测显著性的配置方案。
2024-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Search for high-energy neutrinos from binary neutron star mergers
为了寻找瞬态天体物理中微子源，IceCube的光学和X射线后续计划由两个或更多中微子候选者在100秒内从相似方向到达触发。然而，发现这种中微子多重态的速率与预期的偶然巧合背景一致，因此数据并没有提供存在短暂瞬态中微子源的迹象。Aartsen等人（2019）提出了瞬态源群体中微子通量的上限，我们在这里展示了这些限制如何适用于预测的双中子星合并的中微子发射。
2019-04-04 astro-ph.HE
High-energy emission as signature of magnetic field amplification in Neutron Star Mergers
中子中子星系统的合并被认为是短伽马射线暴（sGRB）的中心引擎。对于合并过程，模拟预测，磁场被放大超过磁场强度的开尔文-亥姆霍兹不稳定性。大面积望远镜（LAT），爆发已被检测到，显示出一个时间上的扩展组件与一个短暂的峰值在提示阶段结束时一致。我们表明，这些LAT组件的sGRB的存在下，可以提供磁场放大的证据，在中子星合并。
2017-01-05 astro-ph.HE
Entropy-limited higher-order central scheme for neutron star merger simulations
数值相对论模拟是计算双星中子星合并的精确引力波形和设计引力波天文学模板的唯一方法。这些数值计算的准确性是至关重要的，在量化合并附近的潮汐效应，目前合并波形的不确定性的主要来源之一。在这项工作中，我们探讨了使用基于熵的通量限制计划的高阶，收敛模拟的中子星时空。该计划有效地跟踪恒星表面和物理冲击，使用剩余的熵方程，从而允许使用无限的中心通量计划在平滑流动的区域。我们用这种方法进行了第一次中子星合并模拟，并在引力波形阶段证明了四阶收敛。该计划减少了相位误差的一个因素相比，国家的最先进的高阶特征的计划，可以用来产生忠实的潮汐波形的引力波建模。
2022-07-01 astro-ph.HE gr-qc
Do LIGO/Virgo black hole mergers produce AGN flares? The case of GW190521 and prospects for reaching a confident association
最近关于引力波（GW）双星黑洞（BBH）合并GW 190521与活动星系核（AGN）J124942.3+344929中的耀斑的关联的报道引起了极大的兴奋。然而，GW 190521是迄今为止检测到的所有GW事件中定位量最大的事件之一。90%的定域体积可能包含比$g \leq 20.5$ AB等亮的$7,400$未遮蔽活动星系核，它导致活动星系核耀斑与GW事件一致的概率为$\gtrsim 70\%$。我们提出了一个贝叶斯形式主义，通过分析一个人口的BBH事件与专门的后续观察，以估计AGN协会的信心。根据活动星系核引起的BBH的比例，需要对$\mathcal{O}(1)-\mathcal{O}(100)$ GW事件进行相应的搜索以建立可信的关联，而对于没有后续的搜索（即仅使用活动星系核和GW事件的位置），则需要多一个数量级以上。在下一次LIGO/Virgo/KAGRA观测运行（O 4）期间，只要BBH引起活动星系核耀斑的分数的真实值是$>0.1$，那么BBH事件的顶级$\sim 5\%$（基于体积定位和二进制质量）与总静止框架质量$\ge 50~M_\odot$的后续活动有望建立可信的关联。我们的形式主义，使我们能够共同推断宇宙学参数的BBH事件，包括机会符合耀斑的样本。在活动星系核关联的可信度确定之前，必须考虑偶然巧合的概率，以避免对天体物理和宇宙学的约束产生偏差。
2021-03-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Novel Signals from Neutron Star Mergers at 511 keV
对合并中子星的多波段符合信号的协同观测明确地标志着多信使天文学的重要性。我们提出了一个新的通用签名的中子星合并，正电子发射和相关的511千电子伏的辐射，产生的喷射富中子放射性合并材料。考虑到历史上银河系内的中子星合并，可以很容易地解释长期观察到的银河系中心511千电子伏发射线的起源。此外，我们绘制了重元素生产（$r$ -过程核合成）和511千电子伏的排放，这意味着令人惊讶的最近观察到的网囊II超微弱矮球状星系作为我们的建议吸烟枪之间的直接联系。这种新的中子星合并的示踪剂为探索双星合并历史提供了一个独特的方法。
2019-08-03 astro-ph.HE hep-ph
GRMHD simulations of prompt-collapse neutron star mergers: the absence of jets
吸合中子星不仅是重要的引力波源，也是符合电磁波的候选者。这些系统被认为是短伽马射线暴（sGRB）的前身。我们以前已经表明，双中子星合并，经历{ \it延迟}坍缩到一个黑洞周围的{ \it weighty}磁化吸积盘可以驱动磁动力射流。我们现在进行磁流体动力学模拟的双中子星合并，经历{ \it提示}崩溃，探讨喷流形成的可能性，从黑洞-{ \it轻}吸积盘残余。我们发现，在$t-t_{\rm BH}\sim 26(M_{\rm NS}/1.8M_\odot)$ ms [ $M_{\rm NS}$是ADM质量]之后，黑洞迅速形成，没有证据表明质量外流或磁场准直。合并后黑洞的快速形成阻止了磁能接近磁极上方的无力值，这是通常的Blandford-Znajek机制发射喷流所必需的。与sGRB重合的引力波的探测可能会对核物质状态方程（EOS）提供限制：NSNS合并的命运-延迟或即时崩溃，因此sGRB的出现或不出现-取决于双星总质量的临界值，而这个值对EOS很敏感。
2017-11-02 astro-ph.HE gr-qc
An assessment of the Association Between a Fast Radio Burst and Binary Neutron Star Merger
快速射电暴（FRB）是宇宙学距离上的神秘明亮的毫秒级射电暴。虽然年轻的磁星已被提出作为主要的源候选者，但最近的观测表明可能有多个FRB祖先类。长期以来，人们一直认为FRB可以从紧凑的物体合并中发射出来-例如双星中子星（BNS）合并的灾难性事件，可以通过地面激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和Virgo在引力波（GW）中检测到。在这里，我们报告了在LIGO-Virgo第三次科学运行的前六个月期间检测到的21个GW源中唯一的BNS合并事件GW 190425与使用公共GW和CHIME FRB数据搜索的明亮，非重复的FRB事件FRB 20190425 A之间的潜在巧合。FRB位于GW的天空定位区域内，发生在GW事件之后2.5小时，并且具有与从GW参数估计推断的距离一致的分散测量。数据库中不相关的FRB和GW事件之间重合的机会概率估计为0.0052（$2.8 σ$）。我们估计的机会CHIME检测到这样的事件范围从0.4%的光束中心检测到68%，如果一个明亮的突发是在一个远旁瓣检测。这种潜在的关联与BNS合并留下一个超大质量、高度磁化的致密物体的理论是一致的，该物体在由于自旋下降而失去角动量后坍缩形成黑洞，并通过喷射磁层形成FRB。如果这样的物理关联成立，合并后致密天体的状态方程很可能是刚性的，中子星残骸的最大质量为托尔曼-奥本海默-阿斯托夫非自旋最大质量$M_{TOV} > 2.63_{-0…
2022-12-01 astro-ph.HE
A Search for Gravitational Waves from Binary Mergers with a Single Observatory
我们提出了一个搜索合并紧凑的二元引力波源，产生一个信号出现单独或主要在一个单一的检测器。过去的分析严重依赖于多个探测器之间的巧合，以减少非天体物理背景。然而，在2015-2017年LIGO-Virgo观测运行的总时间中，$\sim40\%$只有一个探测器在运行。我们讨论了分配的意义和计算的概率天体物理起源的候选人主要由一个单一的检测器观察到的困难，并提出了一个简单的解决方案，使用噪声模型，旨在提供一个保守的评估所观察到的数据。我们还描述了一个程序，以评估在一个单一的检测器中观察到的候选人时，多个检测器观察。我们应用这些方法在2015-2017年的开放LIGO数据中搜索双黑洞（BBH）和双中子星（BNS）合并。从我们的搜索中，最有希望的候选者是170817+03：02：46 UTC（天体物理起源的概率$p_{\rm astro} \sim 0.4$）：如果是天体物理的，这与BBH合并与主质量$67_{-15}^{+21}\,M_{\odot}$一致，暗示合并起源的层次。我们还将我们的方法应用于分析GW 190425并找到$p_{\rm astro} \sim 0.5$，尽管该值高度依赖于关于噪声和信号模型的假设。
2020-08-27 astro-ph.HE gr-qc
Current observations are insufficient to confidently associate the binary black hole merger GW190521 with AGN J124942.3+344929
最近，Graham等人（2020）将ZTF 19 abanrhr确定为双星合并黑洞GW 190521的候选电磁对应物。作者认为，观测结果与被踢的双星黑洞与活动星系核AGN J124942.3+344929的吸积盘相互作用是一致的。如果这是一个真实的关联（而不是偶然的），这将对LIGO/Virgo双星合并的来源、电磁对应物的未来前景以及宇宙膨胀率的测量产生影响。在这封信中，我们提供了一个重新分析的多信使重合的意义上的定位重叠的基础上，发现一个共同的来源GW 190521和ZTF 19 abanrhr的几率范围在1和12之间，这取决于所使用的波形模型;我们认为这不足以保证信心地关联GW 190521与ZTF 19 abanrhr。
2020-10-07 astro-ph.HE
An Archival Search for Very-High-Energy Counterparts to Sub-Threshold Neutron-Star Merger Candidates
最近发现的电磁信号与中子星合并产生的引力波相吻合，巩固了多信使活动对研究最具活力的天体物理事件的重要性。先驱性的多信使观测站，如LIGO/Virgo引力波探测器和IceCube中微子观测站，记录了许多未达到探测重要性阈值的候选信号。这些阈下事件候选者是多信使研究的有希望的目标，因为这些候选者提供的信息与时间重合的伽马射线观测相结合时，可能会导致显着的检测。在这篇文章中，我描述了我们使用的亚阈值二进制中子星合并候选人确定在先进的LIGO的第一次观测运行（O 1）搜索瞬态事件在非常高的能量伽马射线使用档案观测VERITAS成像大气切伦科夫望远镜阵列。我描述了这种技术的承诺，为未来的联合亚阈值搜索。
2021-08-16 astro-ph.HE
Observing cosmological binary mergers with next generation neutrino and gravitational wave detectors
我们讨论了从物质丰富的二进制合并检测热中微子的潜力，通过长达数十年的多信使运动，涉及一个吨级水切伦科夫中微子探测器和一个或多个下一代引力波探测器，能够观察合并到红移$z\sim 2$。通过与引力波探测时间重合的中微子搜寻，可以从背景以上的单个合并中识别出单个中微子，并研究它们的能量分布、红移和候选源的类型（双中子星或中子星黑洞合并）。我们发现，合并率符合目前的LIGO-Virgo约束，并为$100~{\rm Mt\cdot yr}$曝光，之间的${\mathcal O(10^{-1})}$和${\mathcal O(10)}$中微子事件是预期的。对于在$\mathrel{{\bar ν}_e}$中发射超过$10^{52}$尔格的合并的极端情况，事件的数量可以与$\sim 100$一样大，对合并的灵敏度高达红移$z\sim 0.5$左右。这种情况已经可以用$10~{\rm Mt\cdot yr}$风险进行测试，从而限制了所考虑的系统在合并后的演变。
2019-12-25 astro-ph.HE
Coincidence searches of gravitational waves and short gamma-ray bursts
黑洞中子星合并双星被认为是解释短伽马射线暴的最佳方案之一。事实上，如果合并后形成的黑洞被一个大质量的圆盘所包围，中微子湮灭过程可能会产生高能量和准直的电磁辐射。在本文中，我们设计了一个新的程序，用于从黑洞中子星双星的引力波的搜索，分配的概率，检测到的引力信号与吸积盘的形成，质量足以功率伽马射线暴。这种方法是基于最近提出的两个半解析拟合，一个再现周围的黑洞作为一些二元参数的函数，第二个有关的中子星的紧凑性，其潮汐变形的残余磁盘的质量。我们的方法可用于低延迟数据分析，以限制与短伽马射线暴相关的引力信号的参数空间搜索，并获得关于聚结系统的动力学和中子星状态方程的信息。
2014-05-28 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Jet-environment interplay in magnetized binary neutron star mergers
本文报告了首个磁化sGRB喷流穿透真实磁化并合后环境的3D狭义相对论MHD模拟，克服了以往无磁场模拟的局限，揭示了磁场在喷流演化中的关键作用。
2023-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The origin of the first neutron star -- neutron star merger
第一颗中子星-中子星（NS-NS）合并于2017年8月17日通过引力波（GW 170817）和电磁观测发现。这次合并是在一个没有新恒星形成的古老椭圆星系中发现的。我们进行了一系列的数值计算，以了解这种合并的形成机制。我们探讨了经典孤立双星演化、球状星团动力学演化和核团簇形成三种主要的双致密天体形成机制，以检验它们是否可能在老的宿主星系中产生NS-NS合并。我们在乐观的假设下进行的模拟显示，对于所有的局域椭圆星系（100 Mpc ^3以内），双星的NS-NS合并速率为10^-2 yr^-1，球状星团的合并速率为5 x 10^-5 yr ^-1，核星团的合并速率为10^-5 yr^-1。因此，这些模型与GW 170817的观测速率为1.5年^-1（每100 Mpc ^3; LIGO/Virgo估计值）的探测之间存在矛盾。我们的研究结果意味着：（i）LIGO/Virgo在椭圆星系中以当前的灵敏度检测到GW 170817是一个统计巧合;或者（ii）在我们的三个模型中，至少有一个模型的物理在可以形成NS-NS合并的恒星演化的背景下是不完整的;或者（iii）另一个在恒星形成和合并之间具有长延迟时间的非常有效（未知）的形成通道正在起作用。
2018-03-28 astro-ph.HE
Kick & spin: new probes for multi-messenger black-hole mergers in AGNs
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Instituto Galego de Física de Altas Enerxías, Universidade de Santiago de Compostela（加利西亚高等物理研究所，圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）
该研究提出了一种统计框架，通过分析GW-EM关联的证据轴，约束活动星系核中黑洞并合的喷射和自转特性。
2025-12-09 astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger constraints on LIGO/Virgo/KAGRA gravitational wave binary black holes merging in AGN disks
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Toronto（多伦多大学）
研究通过统计方法分析引力波双黑洞合并与AGN盘耀斑的关联性，发现AGN盘中可能产生电磁对应物的BBH合并比例较低，强调需进一步区分耀斑来源以优化后续观测资源。
2026-03-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Swift short gamma-ray burst rate density: implications for binary neutron star merger rates
由{ \it Swift}观测到的短伽马射线暴（SGRB）可能揭示了对灾难性紧凑物体合并的第一个见解。为了最终获得对这些事件的基本了解，需要全光谱观测和它们的空间分布知识，以区分拟议的祖先种群。截至2012年4月，只有大约30%的SGRB具有相当稳定的红移，并且该样本由于{ \it Swift}检测SGRB的有限灵敏度而高度偏倚。我们占主导地位的偏见来计算一个现实的SGRB率密度出$z\approx0.5$使用{ \it Swift}样本的峰值通量，红移，和那些SGRB的光束角约束从X射线/光学观测。我们发现一个SGRB较低的$8^{+5}_{-3}$ $\mathrm{Gpc}^{-3}\mathrm{yr}^{-1}$的速率密度（假设各向同性发射），和聚束校正的$1100^{+700}_{-470} $ $\mathrm{Gpc}^{-3}\mathrm{yr}^{-1}$的上限。假设一个显着的比例的二进制中子星合并产生SGRB，我们计算的下限和上限的探测率限制的$(1-180)$年$^{-1}$的aLIGO和Virgo符合搜索。我们的检测率是类似的较低和现实的利率推断外推使用银河系脉冲星观测和人口合成。
2012-06-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Binary neutron star mergers as the source of the highest energy cosmic rays
本文提出超高能宇宙射线源于双中子星并合，其引力驱动发电机产生的喷流因BNS质量范围狭窄而几乎相同，从而解释了UHECRs的狭窄刚度范围，并指出超100 EeV的UHECRs为$r$-过程核，且预测10 PeV以上中微子与引力波存在重合。
2025-02-13 astro-ph.HE hep-ph
What is the Most Promising Electromagnetic Counterpart of a Neutron Star Binary Merger?
双中子星和中子星-黑洞双星的最后螺旋很可能被先进的地面引力波（GW）干涉仪网络探测到。最大限度地从这样的发现中获得科学回报将需要识别和定位电磁（EM）对应物。在这里，我们批判性地评估和比较了几种可能的对应物，包括短持续时间的伽马射线暴（SGRB）、“孤儿”光学和无线电余辉，以及由合并喷出物中合成的重核的放射性衰变驱动的~一天的光学瞬变（“千诺瓦”）。我们评估的承诺，每个对应的四个“基本美德”：可探测性，高分数，可识别性和位置精度。考虑到~ 10 ° sq.的典型误差区域的搜索策略，我们的结论是，SGRB是最有用的，以确认宇宙起源的几个GW事件，并测试与NS合并的关联。然而，对于更雄心勃勃的目标，本地化和获得大样本的GW事件的红移，千新星反而是首选。离轴光学余辉最多可以在所有事件的10%中被探测到，而射电余辉只有在高密度介质中高能相对论喷出物的独特组合中才有希望，即使这样，每个事件也需要数百小时的EVLA时间。我们的主要建议是：（i）全天伽马射线卫星对于时间符合探测和伽马射线触发事件的GW搜索是必不可少的;（ii）LSST应采用1天的节奏跟踪策略，理想情况下每次指向约0.5小时以覆盖GW错误区域（标准的4天节奏和深度将严重限制唯一识别的可能性）;及（iii）无线电搜寻只应集中于相对论的情况，因为这需要观察数个月。
2011-08-30 astro-ph.HE gr-qc
New binary black hole mergers in the LIGO-Virgo O3b data
通过使用自旋对齐四极矩波形搜索流水线分析LIGO-Virgo O3b公开数据，新探测到6个双黑洞并合候选信号，并确认了17个已知信号，这些事件多位于黑洞质量间隙，有助于推断黑洞质量与自旋分布。
2025-01-30 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The Galactic neutron star population II -- Systemic velocities and merger locations of binary neutron stars
本研究利用银河系双中子星样本分析其运动学并预测并合位置，发现其系统速度和特殊速度符合对数正态分布，且观测样本存在偏差，但预测的并合位置仍能重现短伽马射线暴的偏移量范围。
2023-10-23 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Observation of the second LIGO/Virgo event connected with binary neutron star merger S190425z in the gamma-ray range
本文介绍了利用INTEGRAL天文台的γ谱仪SPI的反符合屏蔽（ACS）对LIGO/Virgo探测器记录的引力波事件S190425 z的观测结果。它有很高的可能性（>99%）与密近双星系统中的中子星（NS）合并有关。这只是GW观测历史上的第二次此类事件（在GW 170817之后）。SPI-ACS探测到一个弱的伽马射线暴GRB 190425，它是在S190425 z的NS合并后约0.5和约5.9 s的两个脉冲。脉冲的先验可靠性为3.5和4.4 sigma作为单一事件和5.5 sigma作为组合事件。对这些天记录的SPI-ACS计数率历史的分析（总共约125 ks）表明，偶然出现两个具有GRB 190425特征的接近脉冲的频率不超过6.4 x 10^{-5} s^{-1}。我们注意到，GRB 190425的时间剖面与伴随GW 170817事件的GRB 170817 A爆发的剖面有很多共同之处;两个NS合并都是最接近的（<150 Mpc）的所有事件登记的LIGO/处女座探测器;这些探测器迄今为止记录的超过30个黑洞合并事件中，没有任何一个探测到超过背景的伽马射线发射。在INTEGRAL上的SPI和IBIS-ISGRI伽马射线望远镜的视场中没有探测到硬X射线耀斑。这一点，以及费米天文台的GBM监测器没有探测到GRB 190425的伽马射线发射，假设它被地球掩星，可以显着减少GW事件源的定位…
2019-12-30 astro-ph.HE gr-qc
Welcome to the Multi-Messenger Era! Lessons from a Neutron Star Merger and the Landscape Ahead
Advanced LIGO/Virgo发现了来自双星中子星（NS）合并GW 170817的引力波，随后天文学家发现了电磁（EM）频谱上的瞬态对应物，开创了多信使天文学的时代。鉴于出现了大量关于这一事件的论文，我认为在理论模型的背景下总结EM发现并提出我对这一分水岭事件的主要教训的看法是有用的。在与GW 170817密切时间重合的情况下发现的弱GRB，以及来自非热X射线和射电孤儿余辉延迟上升的更强大的离轴相对论性喷流（最初远离我们的视线）的潜在证据，为宇宙学短GRB起源于双星NS合并提供了最令人信服的证据。合并后一天内发现的早期光学发射的亮度和颜色与最初的预测（Metzger等人。2010）惊人地一致，即由r过程核的放射性衰变提供动力的“kilonova”发射，其NS合并起源最初由Lattimer & Schramm 1974提出。如果部分喷出物包含具有较高不透明度的重r过程核，则光谱能量分布在天的时间尺度上向近红外波长的转变与Barnes & Kasen 2013和Tanaka & Hotokezaka 2013的预测相匹配。“蓝色”和“红色”喷出物成分可能具有不同的起源（例如，动力喷出物与吸积盘流出），对合并物理和中子星的性质具有关键意义。我概述了EM发射的多样性，预计从额外的合并观察到不同的二进制群众和视角发现一旦LIGO/处女座达到设计灵敏度和NS合并被发现的频率为每周一次。
2017-10-16 astro-ph.HE
GW190521: a binary black hole merger inside an active galactic nucleus?
本研究分析引力波事件GW190521与ZTF探测的耀斑ZTF19abanrhr的关联，通过贝叶斯分析支持二者为电磁对应体的假设，并利用该多信使信号估算哈勃常数，结果与现有文献一致。
2023-12-14 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Gertsenshtein-Zeldovich mechanism for the Association between GW190425 and FRB 20190425A
School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（杭州高等研究院基础物理与数学科学学院，中国科学院大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术研究所）；The Hong Kong Institute for Astronomy and Astrophysics, University of Hong Kong（香港大学香港天文与天体物理研究所）；Department of Physics, University of Hong Kong（香港大学物理系）
研究提出Gertsenshtein-Zeldovich机制解释GW190425与FRB 20190425A的关联，通过磁星附近的引力波转换为电磁辐射并逆康普顿散射产生快速射电暴。
2026-04-14 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Mapping Parameter Correlations in Spinning Binary Black Hole Mergers
针对双黑洞并合阶段自旋效应缺乏解析描述、难以解读大质量黑洞自旋测量的问题，提出基于波形的参数相关性映射方法，用神经网络计算波形失配度、高斯拟合量化相关性，揭示不同质量系统的自旋-质量比关联规律，为系统建模并合自旋效应提供新思路。
2025-07-29 astro-ph.HE gr-qc
Estimating the Prompt Electromagnetic Luminosity of a Black Hole Merger
虽然最近的数值相对论工作在量化黑洞合并的引力波光度方面取得了巨大的进步，但对可能与这些事件直接相关的电磁光度却知之甚少。我们表明，只要一对合并的黑洞附近的气体中沉积的热量与其总质量成正比，并且紧邻的气体的表面密度大于使其光学厚度所需的（相当小的）量，则与合并直接相关的发光度的特征尺度是与气体质量无关的爱丁顿发光度。光子信号的持续时间与气体质量成正比，并且通常比合并事件更长。在更大的距离上，气体轨道重新调整到黑洞新的自旋方向所产生的耗散可以补充轨道调整所获得的能量耗散到引力辐射所损失的质量上;这两个热源可以结合起来，在更长的时间尺度上增加电磁辐射。
2009-11-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Quantifying the evidence against a mass gap between black holes and neutron stars
在致密天体的联合质量分布中，在$2\,M_{\odot}$和$5\,M_{\odot}$之间缺乏天体被称为“质量差”，这主要归因于超新星机制的特征阻止了它们的诞生。然而，最近的观察表明，据报告处于“差距”之内的一些候选人可能会填补这一差距，这表明实际上候选人人数很少，或者主要是由于统计数字很少。在这项工作中，我们量化的个人候选人和评估的联合概率的质量差距。我们的研究结果表明，绝对的质量差距是不存在的，一个非常高的置信水平。未来是否会出现相对较少的天体，以及这些天体与形成过程的关系，还有待观察，这些形成过程可能包括中子星合并、中子星坍缩成黑洞等。
2022-11-02 astro-ph.HE
Electromagnetic signals following stellar-mass black hole mergers
通常认为，恒星质量黑洞合并产生的引力波（GW）事件不太可能产生电磁波（EM）对应物。我们指出，祖先的二进制可能已经摆脱了质量$\gtrsim 10\,{\rm M}_{\odot}$在其先前的演变。如果这种气体的一小部分被保留到合并，合并后的黑洞的反冲和突然的质量损失会在GW事件发生后的几个小时内对其进行冲击和加热。由此产生的电磁辐射是否可检测到是不确定的。通过圆盘的光学深度可能足够高，以至于即时发射只包括来自其光学薄皮肤的光子，而大多数可能需要数年才能出现。然而，如果某种机制可以在与几个小时的能量产生时间相当的时间内释放更多的光子，那么EM信号的峰值亮度是可以检测到的。对于一个只保留了早期双星演化过程中脱落的质量的$\sim 10^{-3}$的盘，在GW事件发生后的几个小时内，可以观察到中等能量的X射线到红外辐射，源距离为$\sim 500\,\rm{Mpc}$。像这样的事件可能已经被观察到，但归因于身份不明的活动星系核。改进的天空定位最终应该允许基于空间重合的识别。探测将为形成场景提供独特的约束，并可能提供强场广义相对论的测试。因此，我们认为，高科学回报的EM检测完全证明搜索活动。
2017-03-22 astro-ph.HE
Short-duration gamma-ray bursts from Kerr-Newman black hole mergers
本研究探讨带电旋转黑洞并合产生短时标伽马射线暴的机制，发现磁化主导吸积时事件更具能量且超短时标，其特征结果与引力波关联电磁对应体事件吻合，为磁化盘主导的能量提取吸积事件提供新见解。
2024-11-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Multimessenger hierarchical triple merger gravitational-wave event pair GW190514-GW190521 inside AGN J124942.3 + 344929
本文利用贝叶斯判据分析 GW190514 与 GW190521 的关联，发现其作为 AGN 内与 ZTF19abanrhr 相关的分层三合并事件得到强证据支持，为多信使天文学和黑洞形成机制提供重要线索。
2025-05-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A fully-coherent all-sky search for gravitational-waves from compact binary coalescences
本文介绍了一种全相干的方法来寻找黑洞和中子星双星合并产生的引力波信号。这将先前开发并用于有针对性的引力波搜索的相干分析扩展到全天、全天搜索。我们将搜索应用于LIGO探测器第五次科学运行期间采集的一个月的数据。我们证明，与巧合搜索相比，灵敏度提高了25%，这与预期相称。最后，我们讨论了在先进的引力波探测器数据中实施和运行对来自双星合并的引力波信号的相干搜索的前景。
2015-09-11 astro-ph.HE gr-qc
Improved methods for detecting gravitational waves associated with short gamma-ray bursts
在第二代地基引力波探测器时代，短伽马射线暴（GRB）将是电磁波和引力波联合观测最有希望的天体物理事件之一。一个有针对性的搜索引力波紧凑的双星合并信号符合短伽玛暴的开发和分析数据的第一代LIGO和处女座仪器。在本文中，我们提出了改进这一搜索，提高我们的能力，以检测引力波对应的短伽玛暴。具体来说，我们介绍了一种改进的方法，用于估计的引力波背景，以获得事件的意义所需的检测;实现平铺扩展的天空区域的方法，需要搜索时，从费米伽马射线暴监视器或行星际网络的本地化较差的GRB信号;并将天体物理学知识的GRB发射光束，以限制搜索参数空间。我们描述了这些增强的实现，并演示了它们如何提高观测与短GRB相关的二元合并引力波信号的能力。
2014-10-22 astro-ph.HE gr-qc
Observing complete gravitational wave signals from dynamical capture binaries
我们评估了高偏心致密双星的引力波信号的可探测性。我们使用一个简单的模型来描述这些系统的螺旋、合并和振铃。该模型是基于映射的二进制到一个有效的单黑洞系统所描述的克尔度规，从而包括某些相对论效应，如变焦旋转型行为。由此产生的测地线源四极辐射，反过来，在其耗散效应下演变。在光环，我们附加一个合并模型，以前开发的准圆形合并，但也表现良好的偏心合并，几乎没有修改。我们应用这个模型来确定这些源的初始，增强，和先进的LIGO在整个参数空间的nonspinning近距离捕获紧凑型二进制的可探测性。我们的结论是，如果这些系统存在于自然界中，绝大多数将错过传统的突发搜索或准圆形波形模板在先进的检测器时代。必须开发其他方法，例如偏心模板，或者更实际的是堆叠过剩功率搜索，以避免丢失这些来源。这些系统在最初的LIGO数据分析中也经常被遗漏。因此，以前的零符合结果与检测到的伽马射线暴不能排除的可能性，符合引力波信号从偏心双星。
2013-02-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Associating fast radio bursts with compact binary mergers via gravitational lensing
本文提出利用强引力透镜和微透镜效应，通过高精度时间延迟及波形调制，将快速射电暴与致密双星并合引力波事件实现 >5σ 关联，并评估未来探测率。
2023-12-12 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Fraction of LIGO/Virgo/KAGRA Binary Black Hole Merger Events Associated with Active Galactic Nucleus Flares
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Peking University（北京大学）
研究通过分析GWTC-4.0中的双黑洞并合事件与ZTF数据中的耀斑相关性，得出非零的最大似然值，表明可能有部分事件与活动星系核耀斑有关，需进一步电磁观测验证。
2026-03-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Intermediate States in Chaotic Triple Evolution and Applications to Black Hole Merger Statistics
Racah Institute of Physics, The Hebrew University（雷卡物理研究所，希伯来大学）；Department of Astronomy, University of Wisconsin（天文学系，威斯康星大学）；Departamento de Astronomia, Universidad de Concepcion（天文学系，孔塞普西翁大学）
本文利用平衡统计力学重新推导椭圆结果分布，并与双曲分布结合，通过N体模拟验证，将椭圆结果模型简化为单参数，并应用于星团中重复双星-单星散射的蒙特卡洛算法，量化可观测偏心引力波合并的比例。
2026-10-20 astro-ph.HE gr-qc
Probing Binary Neutron Star Merger Ejecta and Remnants with Gravitational Wave and Radio Observations
本研究评估了利用引力波精确定位双中子星并合，并通过当前与下一代射电观测探究其抛射物余辉与遗迹多样性的可探测性。
2025-06-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Exploring the connection between compact object mergers and fast X-ray transients: The cases of LXT 240402A and EP250207b
University of Rome Tor Vergata（罗马托尔维加塔大学）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文学研究所）；Department of Physics, University of Rome La Sapienza（罗马一大物理系）；Department of Astronomy and Astrophysics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学天文与天体物理学系）；McWilliams Center for Cosmology and Astrophysics, Department of Physics, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学物理系麦克威廉斯宇宙学与天体物理中心）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
研究通过观测LXT 240402A和EP250207b两个快速X射线暂现源，探讨其与致密天体并合的联系，发现两者可能由并合产生，但需进一步排除其他解释。
2025-12-09 astro-ph.HE
Systematic Search for Electromagnetic Counterparts to the Binary Neutron Star Merger Candidate GW231109_235456
本文系统搜寻双中子星并合候选体 GW231109_235456 的电磁对应体，发现光学暂现源 AT2023xqy 在距离和时空上高度吻合，虽光变曲线异于标准千新星，但可能是其对应体，并探讨了特殊超新星或磁星驱动千新星两种起源情景。
2025-09-17 astro-ph.HE
How Common Are Common Envelopes? Quantifying Their Role in Forming Gravitational-Wave Sources
University of California, San Diego（圣地亚哥加利福尼亚大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Radboud University Nijmegen（奈梅亨拉德堡德大学）；Harvard Society of Fellows（哈佛学者协会）；University of California, Santa Cruz（圣克鲁斯加利福尼亚大学）；University of California, Irvine（尔湾加利福尼亚大学）；Universität Heidelberg（海德堡大学）；Università di Padova（帕多瓦大学）
通过编译超过200个孤立双星种群合成模拟，系统比较形成通道，发现双黑洞和黑洞-中子星的形成路径在共有包层主导到无共有包层主导的范围内几乎全覆盖，而双中子星的形成几乎必须经历至少一次共有包层阶段，表明共有包层演化在不同致密双星形成中扮演定性不同的角色。
2026-10-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Probing axion-like particles with multimessenger observations of neutron star mergers
本文提出通过双中子星并合的多信使观测探测类轴子粒子，利用引力波与MeV伽马射线协同探测ALP在磁场中转化产生的短时伽马信号，并证明在KSVZ模型下拟议实验可达与SN 1987A相当的灵敏度。
2025-07-02 astro-ph.HE hep-ph hep-th
The promise of multi-band gravitational wave astronomy
我们表明，黑洞二进制（BHB）的合并率推断出先进的LIGO（aLIGO）检测GW 150914意味着一个意想不到的响亮GW天空在毫赫兹频率的不断发展的激光干涉仪空间天线（eLISA），与几个突出的后果。首先，eLISA将能够单独分辨多达数千个BHB;其次，数百万个无法分辨的BHB将产生一个可以检测到的混淆噪声，其信噪比为几到几百;第三，也许是最重要的一点，eLISA将在十年内在aLIGO波段合并多达数百个可单独分辨的BHB。eLISA观测将提前几周告诉aLIGO和所有电磁探测器这些BHB合并将在何时何地发生，不确定性<10秒和<1度^2。这将允许望远镜的预指向，以实现符合GW和多波长电磁观测BHB合并。时间重合是至关重要的，因为与BHB合并相关的即时发射可能具有与系统的动态时间尺度相当的持续时间，并且仅在低频GW警报的情况下才有可能。
2016-05-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Challenges for Fast Radio Bursts as Multi-Messenger Sources from Binary Neutron Star Mergers
本文通过分析并合后抛射物环境对射电信号的衰减效应及引力波数据对视向角的约束，证明GW190425与FRB20190425A无关联，并指出双中子星并合遗迹无法解释超过1%的FRB源，从而否定短伽马射线暴作为FRB宿主群体整体属性的解释。
2023-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Targeting black holes from metal-poor progenitors with next-generation gravitational-wave detectors
Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；Max Planck Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰比可卡分校）
提出“目标红移”概念，通过统计框架利用下一代引力波探测器观测区分贫金属环境产生的双黑洞合并。
2026-10-27 astro-ph.HE gr-qc
Search for Coincident Gravitational Wave and Long Gamma-Ray Bursts from 4-OGC and the Fermi-GBM/Swift-BAT Catalog
最近发现的一个kilonova与一个明显的长持续时间的伽玛射线暴，挑战了典型的分类，长伽马射线暴起源于大质量恒星的核心坍缩和短伽马射线暴是从紧凑的双合并。kilonova表明中子星合并的起源，并建议引力波和长伽马射线暴多信使天文学的可行性。引力波通过提供源性质的独立信息而起着至关重要的作用。这项工作重新访问了来自4-OGC目录的2015-2020年LIGO/Virgo引力波候选者，这些候选者与来自Fermi-GBM和Swift-BAT目录的中子星或中子星-黑洞合并和长持续时间伽马射线暴一致。我们寻找的空间和时间的巧合与引力波候选人和长时间伽马射线暴的发病之间的时间差高达10秒。最重要的候选星协只有每两年一次的误报率;考虑到LIGO/Virgo的观测周期，这与零结果一致。我们报告的排除距离为每个搜索候选人的基准引力波信号和保守的视角假设。
2022-10-18 astro-ph.HE gr-qc
On the interpretation of the Fermi GBM transient observed in coincidence with LIGO Gravitational Wave Event GW150914
费米伽马射线暴监测器（GBM）在GW 150914后0.4秒探测到的微弱瞬态引起了许多关于其可能与黑洞双星合并有关的猜测。Connaughton等人（2016年）对GBM数据的调查显示，源位置与GW 150914一致，光谱与弱、短的伽马射线暴一致。Greiner等人（2016）提出了一种在低计数状态下拟合背景有限数据的替代技术，并对Connaughton等人（2016）提出的光谱分析和检测GW 150914-GBM的意义提出了质疑。Connaughton et al.（2016）的光谱分析不受Greiner et al.（2016）指出的低计数制度的限制。我们发现Greiner等人（2016）使用了不一致的源位置，并且没有遵循Connaughton等人（2016）在分析此弱事件时采取的步骤来减轻其软件的统计缺陷。我们使用Greiner等人的方法。（2016）来验证我们的原始谱分析没有偏差。GW 150914-GBM的检测显著性根据经验确定，虚警率（FAR）为$\sim 10^{-4}$ ~Hz。与GW 150914相关的该瞬变的$2.2 \times 10^{-3}$（$2.9 σ$）的试验后虚警概率（FAP）基于与具有该FAR的瞬变的GW事件在时间上的接近度。FAR和FAP不受光谱分析的影响，光谱分析是Greiner等人（2016）的重点。
2018-01-08 astro-ph.HE
Electromagnetic Follow-up of the Sub-Solar Mass Gravitational Wave Candidate S251112cm: Kilonova Constraints and a Coincident IIb Supernova
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
研究通过电磁观测排除千新星候选并发现IIb型超新星，探讨子太阳质量中子星合并的超千新星模型，提供间接证据。
2026-05-11 astro-ph.HE
LVK S241125n: Massive Binary Black Hole Merger Produces Gamma Ray Burst in Active Galactic Nucleus Disk
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Università degli Studi di Ferrara（费拉拉大学）；ICRANet（国际相对论天体物理中心网络）；Sapienza Università di Roma（罗马大学）；INAF – Osservatorio Astronomico d’Abruzzo（意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台）；Shanghai Astronomical Observatory（上海天文台）；Ningbo University（宁波大学）
LVK S241125n事件中，双黑洞并合于活动星系核盘产生伽马射线暴，通过喷流与盘中气体相互作用解释GRB特征。
2026-02-09 astro-ph.HE
The Unprecedented Properties of the First Electromagnetic Counterpart to a Gravitational Wave Source
我们在GW 170817的LIGO/Virgo协作（LVC）本地化体积中发现了Swope超新星巡天2017 a（SSS 17 a），这是第一个检测到的二元中子星（BNS）合并，仅在触发后10.9小时。几天前，SSS 17 a的位置没有任何物体，这提供了与GW 170817的定性空间和时间关联。在这里，我们对这种关联进行了量化，发现SSS 17 a几乎肯定是GW 170817的对应物，巧合的几率小于9 x 10^-6（90%置信度）。我们通过将SSS 17 a的光学特性与其他已知的天体物理瞬变进行比较得出了这一结论，发现SSS 17 a的衰落和冷却速度比任何其他观测到的瞬变都要快。例如，SSS 17 a在我们的第一个数据点的7天内衰减>5等，而所有其他已知的类似光度的瞬变在同一时间段内衰减<1等。它的光谱也是独一无二的，即使在冷却时也几乎没有特征。“SSS 17 a样”瞬态的罕见性与相对小的LVC定位体积和最近的未检测相结合，意味着极不可能的偶然巧合。我们发现，类SSS 17 a瞬变的体积速率小于1.6 x 10^4 Gpc^-3年^-1，银河系的速率小于0.19/世纪。为发现类似事件而设计的瞬态调查应采用高节奏，并使用红色滤镜进行观察。LVC可能会检测到比目前的光学调查将独立发现SSS 17 a类瞬变更多的BNS合并，但是使用LSST的1天节奏调查可能会发现更多的事件。
2017-10-16 astro-ph.HE
Frequency deviations in universal relations of isolated neutron stars and postmerger remnants
我们将孤立非旋转中子星的基本四极流体模与中子星合并残余物的主振荡频率联系起来。这两个频率分别与某些恒星的参数，如半径或潮汐变形，我们进一步调查，通过构建拟合公式和量化的数据点的分散从这些关系。此外，我们还比较了单个数据点如何偏离所有数据点的相应拟合。考虑到这种点到点的分散，我们发现孤立的NS和振荡频率的快速旋转，热，大规模的合并残留物的扰动数据的频率偏差之间的惊人的相似性。这些非常不同的恒星系统中频率偏差的对应关系指向一个潜在的机制和编码在频率偏差中的EoS信息。我们跟踪的频率散射回的潮汐勒夫数的偏差，从一个平均潮汐勒夫数为一个给定的恒星的紧凑性。因此，我们的结果表明，有可能打破NS半径，潮汐变形和潮汐勒夫数之间的简并。我们还涉及到频率偏差的潮汐变形的导数相对于质量。我们的研究结果一般突出了一种可能性，以改善GW asteroseismology的关系，系统的频率偏差的行为，以减少这种关系的分散，从而提高测量精度。此外，我们还将静态恒星的f模频率与合并残余物的主导GW频率联系起来。我们发现一个解析映射连接的质量恒星系统，这产生特别准确的质量独立的关系，两个频率之间的合并后的频率和潮汐变形。
2021-09-09 astro-ph.HE gr-qc
The Origin of r-Process Elements in the Milky Way
一些重元素，如金和铕（Eu），几乎完全由快速中子俘获过程（r过程）形成。然而，目前还不清楚在核心坍缩超新星和中子星-中子星（NS-NS）合并之间的哪个天体物理位置产生了宇宙中大多数的r过程元素。银河系化学演化（GCE）模型可以通过量化重现星系中观测到的铕（Eu）数量所需的频率和产量来测试这些情况。虽然NS-NS合并已经成为热门的候选者，但它们所需的频率（或速率）需要与引力波测量结果一致。在这里，我们解决的第一个NS-NS合并探测LIGO/室女座（GW 170817）和它的相关伽马射线暴和分析他们的r-过程元素的起源的含义。LIGO/Virgo提供的NS-NS合并速率密度范围为320-4740 Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$，与GCE解释银河系中具有NS-NS合并的Eu丰度所需的范围非常一致，假设喷出物的太阳r过程丰度模式。在同样的假设下，这一事件产生了大约1-5个地球质量的铕和3-13个地球质量的金。当使用理论计算来获得Eu产额时，由于核天体物理学的不确定性，限制NS-NS合并的作用变得更具挑战性。这是第一个直接将核物理不确定性与GCE计算相结合的研究。如果GW 170817是一个代表性的事件，NS-NS合并可以产生足够的Eu，并可能是主要的r-过程网站。
2018-01-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
