黑洞-中子星双星并合：对黑洞自旋取向与状态方程的依赖
摘要
我们系统地进行了黑洞(BH)-中子星(NS)双星并合的数值相对论模拟，具有多种BH自旋取向和NS状态方程(EOS)。BH自旋的初始倾角选择在 范围。我们采用四种NS EOS模型，其NS紧致度在 C = M_NS/R_NS = 0.138--0.180 范围，其中 M_NS 和 R_NS 分别为NS的质量和半径。BH与NS的质量比 Q = M_BH/M_NS 和无量纲自旋参数 chi 分别选为 Q = 5 和 chi = 0.75，连同 M_NS = 1.35 M_sun。我们得到以下结果：(i) 对于 C=0.140 和 C=0.160 的情况，分别需要 i_tilt,0 < 70[deg.] 和 i_tilt,0 < 50[deg.] 的倾角才能形成质量大于0.1 M_sun的余盘；而对于 C=0.175，盘质量总是小于0.1M_sun。对于 C=0.140，i_tilt,0 < 85[deg.] 时获得质量大于0.01 M_sun的抛射物；对于 C=0.160，i_tilt,0 < 65[deg.]；对于 C=0.175，i_tilt,0 < 30[deg.]。(ii) 对于 i_tilt,0 = 30[deg.]，余盘致密部分的自转轴大致与余黑洞自旋对齐。另一方面，对于 i_tilt,0 = 60[deg.]，盘轴初始错开 ~ 30[deg.]，并在并合开始后 ~ 50--60 ms 实现与余黑洞自旋的对齐。余盘的吸积时间尺度典型为 ~ 100 ms，且仅弱依赖于倾角和EOS。(iii) 抛射物速度典型为 ~ 0.2--0.3c，仅弱依赖于 i_tilt,0 和NS的EOS，而抛射物形态依赖于其质量。(iv) 引力波频谱在截止频率中包含NS紧致度的信息，对于 i_tilt,0 < 60[deg.]。
引用
@article{arxiv.1506.05473,
title = {Black hole-neutron star binary merger: Dependence on black hole spin orientation and equations of state},
author = {Kyohei Kawaguchi and Koutarou Kyutoku and Hiroyuki Nakano and Hirotada Okawa and Masaru Shibata and Keisuke Taniguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.05473},
year = {2015}
}
备注
26 pages, 19 figures