在黑洞-中子星（BH-NS）和双中子星（BNS）并合后可能形成一个黑洞超吸积系统。在高吸积率情况下，黑洞超吸积盘处于中微子主导吸积流（NDAF，如图1所示）状态，并且辐射出大量各向异性MeV中微子。只有小部分中微子在盘外的空间湮灭，产生极端相对论喷流，进而触发伽马射线暴（GRB）。并合过程及并合产物通常被认为是强引力波、中微子和千新星（kilonova）的起源。实际上，来自中心BH-NDAF系统的各向异性中微子辐射和各向异性高速外流物质亦能够触发强引力波辐射和盘外流驱动（DOD）千新星，这对于探测BH-NS并合事件非常重要。
我们详细研究了含外流NDAF的各向异性多信使辐射，包括DOD千新星，MeV中微子和引力波。结果发现，DOD千新星的典型AB星等暗于相同距离的AT 2017gfo，并且随着观测角的增大而变暗，其各向异性对外流的质量分布不敏感，主要由外流速度大小和分布决定。也就是说，BNS并合后，中心NDAF外流驱动的千新星会被全空间分布的并合抛出物驱动的千新星所掩盖；仅在BH-NS并合后，抛出物趋向于盘面方向分布，NDAF外流驱动的千新星可能具有观测效应，但必须距离和GW 170817接近。能量较高（≥10MeV）的中微子主要产生于盘内区，它们将被黑洞巨大引力偏折到一个大的观测角。此外，各向异性中微子所引起的引力波强度随着观测角的增大而增大。对不同观测角的BH-NS/BNS合并的多信使探测的积累可能会进一步验证有外流的NDAF的存在。
该论文以“Anisotropic multimessenger signals from black hole neutrino-dominated accretion flows with outflows in binary compact object mergers”为题，已被ApJ接受发表。第一作者为在读博士研究生齐艳青，通讯作者为刘彤教授，合作者为在读博士生研究生黄保全、韦云锋和中科院上海天文台部德福研究员。此工作得到了国家自然科学基金资助。
论文链接：
https://arxiv.org/abs/2111.03812
图1 含外流的NDAF示意图