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塌缩星中心的黑洞超吸积. II. 引力波

作为伽玛暴前身星的候选体,大质量恒星塌缩和双致密星并合都可能是强的引力波源。在塌缩星框架下,大质量恒星塌缩后会在中心形成一个快速旋转的恒星级质量黑洞,其周围会形成一个超吸积盘。在黑洞吸积的初始阶段,吸积率很高,吸积模式是中微子主导的吸积流(NDAF)。这个阶段产生的喷流可能尚未突破恒星的包层与环星周介质。本文在塌缩星框架下,研究了NDAF各向异性辐射中微子所产生的引力波信号。结果表明,其典型的信号频率在1100赫兹之间,前身星的质量和金属丰度对产生的引力波信号影响不大。在10kpc距离处,NDAF产生的引力波信号有可能被现在的和计划中的引力波探测器捕捉到。最后,我们比较了大质量恒星塌缩的三个不同阶段,即塌缩星、NDAF和伽玛暴jetsinternal shock)各自产生的引力波信号(如图所示)。从典型频率和强度的角度,三者的信号有可能被区分。结合电磁信号、中微子和引力波探测,人们可以有效地限制塌缩星和中心黑洞吸积的物理性质。

该论文已被ApJ接受,第一作者为在读博士研究生韦云锋,通讯作者为刘彤教授。此项工作是在国家自然科学优秀青年基金下完成的。


文章链接:https://arxiv.org/abs/1912.07785



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