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宇宙卡尺:利用下一代引力波探测器实现精确且准确的中子星半径测量

高能天体物理现象 2025-02-06 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

来自并合双中子星的引力波携带了关于其天体物理性质的特征信息,包括推断其半径所需的质量和潮汐形变率。在本研究中,我们使用贝叶斯推断来量化在当前引力波探测器升级后以及下一代天文台(如爱因斯坦望远镜和宇宙探索者)中推断半径的精度。我们为一组合理的物态方程分配证据,然后将其用作权重以获得半径后验分布。我们发现,先验选择和观测信号响度限制了当前探测器推断半径的精度和准确度。相比之下,下一代天文台能够在大部分质量范围内精确且准确地分辨半径,对于软物态方程和硬物态方程,精度均在 5%\lesssim 5\% 以内。我们还探讨了中子星质量先验的选择如何影响推断出的质量并可能影响半径测量,发现选择天体物理驱动的先验不会显著影响单个中子星的半径测量。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.03463,
  title  = {Cosmic Calipers: Precise and Accurate Neutron Star Radius Measurements with Next-Generation Gravitational Wave Detectors},
  author = {Sanika Khadkikar and Ish Gupta and Rahul Kashyap and Koustav Chandra and Rossella Gamba and Bangalore Sathyaprakash},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.03463},
  year   = {2025}
}

备注

15 pages, 8 figures