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Non-thermal Emission from Binary Neutron Star Mergers

双中子星合并产生的非热辐射

基本信息

批准号：
20J12200
负责人：
LIN Haoxiang
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Binary neutron star (BNS) mergers were long predicted to be the most canonical multi-messenger events in the Universe, which was recently confirmed by the joint detection of gravitational waves GW170817 and a short gamma-ray burst (GRB). They are also potential progenitors of neutrinos, cosmic rays, as well as a new but mysterious transient --- fast radio burst (FRB). These discoveries open the era of multi-messenger astronomy, and hence a formal formulation to estimate the joint effects on detection rate, constraint and Malmquist bias from different messengers is high in demand for future observations.This research modeled the radiative process of non-thermal messengers from BNS mergers and systematically developed a general framework to evaluate their joint detection rates, population distributions and Malmquist biases with gravitational waves based on a statistical formulation. Using the developed methods, the following topics were studied via statistical simulation: (1) detectability of radio afterglows from BNS mergers and implications for the origin of FRBs; (2) the use of Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) to detect radio afterglows from BNS mergers and short GRBs; (3) prospects of observing very-high-energy gamma-rays from BNS mergers by the Cherenkov Telescope Array (CTA).These results represent some major prospects of multi-messenger detectability of BNS mergers and are expected to serve as reference for future observations.

双中子星（BNS）合并长期以来一直被预测为宇宙中最典型的多信使事件，最近引力波 GW170817 和短伽马射线暴（GRB）的联合探测证实了这一点。它们也是中微子、宇宙射线以及一种新的但神秘的瞬变——快速射电爆发（FRB）的潜在起源。这些发现开启了多信使天文学的时代，因此未来的观测非常需要一种正式的公式来估计不同信使对探测率、约束和马姆奎斯特偏差的联合影响。这项研究模拟了 BNS 合并中的非热信使的辐射过程，并系统地开发了一个通用框架来评估其联合探测率、群体分布和马姆奎斯特偏差与引力的关系。基于统计公式的波。利用所开发的方法，通过统计模拟研究了以下主题：（1）BNS合并射电余辉的可探测性及其对FRB起源的影响； (2) 使用加拿大氢强度测绘实验（CHIME）来探测 BNS 合并和短伽玛暴产生的射电余辉； (3)切伦科夫望远镜阵列(CTA)观测BNS并合产生的极高能伽马射线的前景。这些结果代表了BNS并合多信使可探测性的一些主要前景，有望为未来的观测提供参考。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Prospects of observing binary neutron star mergers by the Cherenkov Telescope Array

切伦科夫望远镜阵列观测双中子星并合的前景

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
小野喬;武富芳隆;徳岡涼美;小田吉哉;相原一;村上誠;Lin Haoxiang
通讯作者：
Lin Haoxiang

Detectability of radio afterglows from binary neutron star mergers and implications for fast radio bursts

DOI：
10.1093/mnras/staa2418
发表时间：
2020-09
期刊：
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
影响因子：
4.8
作者：
Haoxiang Lin;T. Totani
通讯作者：
Haoxiang Lin;T. Totani

Detectability of radio afterglows from FRBs produced by neutron star mergers

中子星合并产生的快速射电暴射电余辉的可探测性

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sawa Sando;Muto Jun;Miyajima Nobuyoshi;Shiraishi Rei;Kido Masanori;Nagahama Hiroyuki;TATEBE Ryohei;Lin Haoxiang
通讯作者：
Lin Haoxiang

Very-high-energy gamma-rays from binary neutron star merger

双中子星合并产生的极高能伽马射线