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磁化中微子主导吸积盘的MeV中微子和引力波辐射

大质量恒星塌缩或致密双星并合之后,中心可能会形成一个恒星级质量的黑洞,恒星的壳层或并合残余物回落形成吸积盘。该黑洞超吸积系统可能通过连接黑洞视界和遥远天体物理负载的大尺度磁场提取黑洞的旋转能(Blandford-Znajek, BZ机制),从而产生伽玛暴喷流;也可能通过中微子主导吸积盘上的中微子湮灭为伽玛暴供能。此外,还可能存在磁力线连接吸积盘与黑洞,称为磁耦合(MC)过程,它可以将快速旋转的黑洞的角动量和能量转移到吸积盘上。MC过程可以有效提高吸积盘的中微子光度和中微子湮灭光度。我们研究了BZMC机制共存时磁化中微子主导吸积盘的结构、光度、MeV中微子和引力波辐射。结果表明,吸积盘上的磁场分化为两种构型(如图所示),其分配比例的变化会引起BZ机制与中微子湮灭机制在产生喷流方面的竞争。典型吸积率下磁化中微子主导吸积盘产生的MeV中微子峰值能量和能谱结构与塌缩超新星能谱类似,因此,如果磁化盘诞生于超新星爆发的前身星中心,在吸积初期,两者探测率可能相当。这为大型MeV中微子探测装置提供了可能的新探测源。此外,如果MC机制占主导地位,起源于各向异性中微子辐射的引力波也将更强。

该论文已被MNRAS接受,第一作者为在读博士生宋翠英,通讯作者为刘彤教授,合作者有在读博士生韦云锋。

文章链接:https://arxiv.org/abs/2004.00043v1

 



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