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利用高阶谐波从中子星-黑洞并合事件约束 Brans-Dicke 引力

广义相对论与量子宇宙学 2024-04-30 v3 高能天体物理现象

摘要

在本文中,我们通过使用主模修正,推导出标量张量理论修正参数的 90\% 置信下界为 φ2>7.94×104\varphi_{-2}>-7.94\times10^{-4}。具体到 BD 理论,我们得到的约束为 ωBD>4.75\omega_{\rm BD}>4.75。不对称双星系统通常具有显著的质量比;在这种情况下,高阶谐波模式不可忽略。我们的工作考虑了来自标量张量理论的高阶谐波修正,并提供了更紧的约束 φ2>7.59×104\varphi_{-2}>-7.59\times10^{-4}。转换到 BD 理论,约束为 ωBD>5.06\omega_{\rm BD}>5.06,有 6.5\% 的改进。我们还考虑了一个可能的 NSBH 事件 GW190814,它是一个质量比高度不等的源,并显示出高阶多极的强有力证据。当使用主模时我们得到的结果收敛不佳,而在包含高阶谐波模式时,得到了关于标量张量理论的约束 φ2>6.60×104\varphi_{-2}>-6.60\times10^{-4}。这表明主模与高阶模式之间的差异对我们的分析有显著影响。此外,将这一疑似事件视为 NSBH 事件,我们在包含高阶谐波模式时发现 ωBD>6.12\omega_{\rm BD}>6.12。结合 GW200115 和 GW190814 并包含高阶模式,约束改进为 ωBD>110.55\omega_{\rm BD}>110.55。这是目前利用引力波(GWs)得到的最强约束,前提是 GW190814 是一个 NSBH 事件。此外,我们考虑了一种类似于 BD 的理论,即屏蔽修正引力(SMG),并利用 GW200115 和 GW190814 的数据,研究了在有和没有高阶模式修正情况下的耦合常数约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.07017,
  title  = {Constraints on Brans-Dicke gravity from neutron star-black hole merger events using higher harmonics},
  author = {Jing Tan and Baoxiang Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.07017},
  year   = {2024}
}

备注

8 pages, 2 figures, 2 tables