致密双星的偏心率演化及其在引力波物理中的应用
广义相对论与量子宇宙学
2021-01-20 v4 高能天体物理现象
空间物理
摘要
对致密双星引力波的搜寻主要关注准圆运动，其理由是波辐射会使轨道圆化。在此，我们研究当考虑天体物理环境（例如吸积盘）或其他基本相互作用时，这一结果的普适性。我们的动机既包括双星黑洞并合及轨道可能的电磁对应体，也包括将偏心率作为新物理的 smoking-gun（决定性证据）的可能性。我们发现：i）来自辐射机制（包括标量、矢量和引力波）的回反应会使轨道运动圆化。ii）相反，吸积和动力学摩擦等环境效应会增加双星的偏心率。因此，正是辐射机制与环境效应之间的竞争决定了偏心率的演化。我们在绝热近似下研究这一竞争，包含引力辐射和动力学摩擦力。我们表明，存在一个临界半长轴，低于它引力辐射主导运动且系统偏心率减小。然而，从环境主导阶段继承的偏心率可能相当大，特别是会影响 LISA 源。我们给出了类 GW190521 源的例子。
引用
@article{arxiv.2010.15151,
title = {Eccentricity evolution of compact binaries and applications to gravitational-wave physics},
author = {Vitor Cardoso and Caio F. B. Macedo and Rodrigo Vicente},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.15151},
year = {2021}
}
备注
12 pages, 3 figures. v4: Version to be published in Physical Review D