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偏心率-潮汐耦合:对双中子星与极端质量比旋近的影响

广义相对论与量子宇宙学 2023-03-03 v1 高能天体物理现象

摘要

我们研究了偏心轨道中两个致密天体之间潮汐相互作用的效应。我们假设潮汐场是静态的。因此,我们忽略动力学潮汐与共振激发。利用结果,我们找到了所发射引力波相位偏移的解析表达式。在此过程中,我们发现主导阶下初始偏心率e0e_0与无量纲潮汐形变参数Λ\Lambdae0nΛ\sim e_0^n\Lambda耦合,其中nn为正数。我们仅关注主导贡献,即e02Λe_0^2\Lambda。我们还计算了双中子星系统的累积相位偏差。我们发现对于乐观的偏心率值e0.05e_0 \sim .05Λ600\Lambda \sim 600,累积相位偏差为O(104)\mathcal{O}(10^{-4})弧度,需要信噪比7000\sim 7000才可被观测。因此,若双中子星系统的信噪比也非常大,这些效应可在大偏心率双中子星系统中被测量。故在第三代探测器中,若系统具有大偏心率,可能产生可观测影响。我们还探讨了该效应对极端质量比旋近(EMRIs)的影响。我们发现即使对于Λ103\Lambda \sim 10^{-3}小值的超大质量天体,该效应在EMRIs中具有大相位偏差O(10)\sim \mathcal{O}(10)弧度。因此,该效应将有助于探测EMRI中超大质量天体的性质。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.01398,
  title  = {Eccentricity-tide coupling: impact on binary neutron stars and extreme mass-ratio inspirals},
  author = {John Paul Bernaldez and Sayak Datta},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.01398},
  year   = {2023}
}