Published January 1, 2018 | Version v1
Publication Open

The binary progenitors of short and long GRBs and their gravitational-wave emission

Creators

  • 1. International Center for Relativistic Astrophysics
  • 2. Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
  • 3. Sapienza University of Rome
  • 4. Université Côte d'Azur
  • 5. Università Campus Bio-Medico

Description

We have sub-classified short and long-duration gamma-ray bursts (GRBs) into seven families according to the binary nature of their progenitors. Short GRBs are produced in mergers of neutron-star binaries (NS-NS) or neutron star-black hole binaries (NS-BH). Long GRBs are produced via the induced gravitational collapse (IGC) scenario occurring in a tight binary system composed of a carbon-oxygen core (COcore) and a NS companion. The COcore explodes as type Ic supernova (SN) leading to a hypercritical accretion process onto the NS: if the accretion is sufficiently high the NS reaches the critical mass and collapses forming a BH, otherwise a massive NS is formed. Therefore long GRBs can lead either to NS-BH or to NS-NS binaries depending on the entity of the accretion. We discuss for the above compact-object binaries: 1) the role of the NS structure and the nuclear equation of state; 2) the occurrence rates obtained from X and gamma-rays observations; 3) the predicted annual number of detections by the Advanced LIGO interferometer of their gravitational-wave emission.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

لقد قمنا بتصنيف انفجارات أشعة غاما قصيرة وطويلة الأمد (GRBs) إلى سبع عائلات وفقًا للطبيعة الثنائية لأسلافها. يتم إنتاج أشعة غاما القصيرة في عمليات اندماج ثنائيات النجوم النيوترونية (NS - NS) أو ثنائيات الثقوب السوداء النجمية النيوترونية (NS - BH). يتم إنتاج أشعة غاما الطويلة عبر سيناريو الانهيار الجاذبي المستحث (IGC) الذي يحدث في نظام ثنائي محكم يتكون من نواة كربون- أكسجين (COcore) ورفيق NS. ينفجر COcore كما المستعر الأعظم من النوع Ic (SN) مما يؤدي إلى عملية تراكم مفرطة الأهمية على NS: إذا كان التراكم مرتفعًا بما فيه الكفاية، يصل NS إلى الكتلة الحرجة وينهار مكونًا BH، وإلا يتم تشكيل NS ضخم. لذلك يمكن أن تؤدي GRBs الطويلة إما إلى NS - BH أو إلى ثنائيات NS - NS اعتمادًا على كيان التراكم. نناقش بالنسبة لثنائيات الأجسام المدمجة المذكورة أعلاه: 1) دور بنية NS والمعادلة النووية للحالة ؛ 2) معدلات الحدوث التي تم الحصول عليها من ملاحظات الأشعة السينية وأشعة جاما ؛ 3) العدد السنوي المتوقع للاكتشافات بواسطة مقياس التداخل المتقدم LIGO لانبعاث موجات الجاذبية.

Translated Description (French)

Nous avons sous-classé les sursauts gamma (GRB) de courte et longue durée en sept familles en fonction de la nature binaire de leurs géniteurs. Les GRB courts sont produits lors de fusions de binaires neutrons-étoiles (NS-NS) ou de binaires neutrons-étoiles-trous noirs (NS-BH). Les GRB longs sont produits via le scénario d'effondrement gravitationnel induit (IGC) se produisant dans un système binaire serré composé d'un noyau carbone-oxygène (COcore) et d'un compagnon NS. Le COcore explose en supernova de type Ic (SN) conduisant à un processus d'accrétion hypercritique sur la NS : si l'accrétion est suffisamment élevée, la NS atteint la masse critique et s'effondre en formant une BH, sinon une NS massive se forme. Par conséquent, les GRB longs peuvent conduire soit à des binaires NS-BH, soit à des binaires NS-NS en fonction de l'entité de l'accrétion. Nous discutons pour les binaires d'objets compacts ci-dessus : 1) le rôle de la structure NS et de l'équation d'état nucléaire ; 2) les taux d'occurrence obtenus à partir des observations de rayons X et gamma ; 3) le nombre annuel prévu de détections par l'interféromètre LIGO avancé de leur émission d'ondes gravitationnelles.

Translated Description (Spanish)

Hemos subclasificado los estallidos de rayos gamma (GRB) de corta y larga duración en siete familias según la naturaleza binaria de sus progenitores. Los GRB cortos se producen en fusiones de binarios de estrellas de neutrones (NS-NS) o binarios de estrellas de neutrones y agujeros negros (NS-BH). Los GRB largos se producen a través del escenario de colapso gravitacional inducido (IGC) que ocurre en un sistema binario compacto compuesto por un núcleo de carbono-oxígeno (COcore) y un compañero NS. El COcore explota como una supernova de tipo Ic (SN) que conduce a un proceso de acreción hipercrítica en el NS: si la acreción es lo suficientemente alta, el NS alcanza la masa crítica y colapsa formando un BH, de lo contrario se forma un NS masivo. Por lo tanto, los GRB largos pueden conducir a binarios NS-BH o NS-NS dependiendo de la entidad de la acumulación. Discutimos para los binarios de objetos compactos anteriores: 1) el papel de la estructura NS y la ecuación de estado nuclear; 2) las tasas de ocurrencia obtenidas de los rayos X y gamma; 3) el número anual predicho de detecciones por el interferómetro Advanced LIGO de su emisión de ondas gravitacionales.

Files

epjconf_icgaxiii-ik2018_01006.pdf.pdf

Files (24 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
24 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الأسلاف الثنائية لأجسام GRB القصيرة والطويلة وانبعاثاتها من موجات الجاذبية
Translated title (French)
Les progéniteurs binaires des GRB courts et longs et leur émission d'ondes gravitationnelles
Translated title (Spanish)
Los progenitores binarios de los GRB cortos y largos y su emisión de ondas gravitacionales

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2784184923
DOI
10.1051/epjconf/201816801006

Is supplement to
https://openalex.org/W4309758625 (Other)
https://openalex.org/W4309299824 (Other)
https://openalex.org/W3188611264 (Other)
https://openalex.org/W3111685022 (Other)
https://openalex.org/W2155735825 (Other)
https://openalex.org/W2154658207 (Other)
https://openalex.org/W2036517376 (Other)
https://openalex.org/W1620281419 (Other)
https://openalex.org/W1513682589 (Other)
https://openalex.org/W1484659446 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1906983476
  • https://openalex.org/W1963550799
  • https://openalex.org/W1967979290
  • https://openalex.org/W1968854473
  • https://openalex.org/W1971316877
  • https://openalex.org/W1975498920
  • https://openalex.org/W1982968317
  • https://openalex.org/W1987080308
  • https://openalex.org/W1995313205
  • https://openalex.org/W2001126417
  • https://openalex.org/W2028290089
  • https://openalex.org/W2064816908
  • https://openalex.org/W2076480618
  • https://openalex.org/W2081587002
  • https://openalex.org/W2086396153
  • https://openalex.org/W2087010948
  • https://openalex.org/W2095240894
  • https://openalex.org/W2126583251
  • https://openalex.org/W2146469565
  • https://openalex.org/W2152006089
  • https://openalex.org/W2155465642
  • https://openalex.org/W2158293236
  • https://openalex.org/W2201282835
  • https://openalex.org/W2209163184
  • https://openalex.org/W2277444393
  • https://openalex.org/W2522457730
  • https://openalex.org/W3099462218
  • https://openalex.org/W3100506013
  • https://openalex.org/W3100615951
  • https://openalex.org/W3100869346
  • https://openalex.org/W3102360102
  • https://openalex.org/W3102364569
  • https://openalex.org/W3102461019
  • https://openalex.org/W3103862291