快速旋转中子星解析解与数值解的近似匹配
广义相对论与量子宇宙学
2009-11-10 v2 天体物理学
摘要
我们研究了 Manko 等人 (2000) 近期发现的快速旋转中子星外部时空的闭式解析解的性质。对于选定的状态方程，我们数值求解完整的爱因斯坦方程以确定沿常质量序列的中子星时空。随后通过施加使数值时空与解析时空的四极矩相同的条件，将解析解匹配到数值解。对于我们所考察的解析解，仅当星体快速旋转时才能满足匹配条件。当匹配条件的解存在时，它们属于两个分支中的一个。对于一个分支，解析解的电流四极矩与数值时空的电流四极矩非常接近；另一个分支则类似于克尔解。我们对比 extensively 测试了以 a) 解析解、b) 克尔度规、c) Shibata 与 Sasaki (1998) 导出的解析级数展开和 d) 高度精确的数值代码获得的内层稳定圆形轨道 (ISCO) 半径。在大多数存在共转 ISCO 的情况下，解析解的精度始终优于 Shibata-Sasaki 展开。该数值代码用于对几个常质量序列的质量-四极矩和电流四极矩进行制表。
引用
@article{arxiv.gr-qc/0310061,
title = {Approximate Matching of Analytic and Numerical Solutions for Rapidly Rotating Neutron Stars},
author = {Emanuele Berti and Nikolaos Stergioulas},
journal= {arXiv preprint arXiv:gr-qc/0310061},
year = {2009}
}
备注
18 pages, 9 figures, MNRAS accepted. A Mathematica script for computing analytic solutions and comparing with numerical models can be downloaded at http://www.astro.auth.gr/~niksterg/projects/BertiStergioulas/