状态方程对旋转核坍缩引力波的影响
高能天体物理现象
2017-04-05 v2
摘要
银河系核坍缩超新星的轴对称旋转坍缩、反弹及早期后反弹阶段产生的引力波(GWs)将被当代引力波观测站探测到。由于这些引力波来自四极形变核密度核心,它们可能编码了关于不确定的核状态方程(EOS)的信息。我们研究了核EOS对旋转核坍缩引力波的影响,并进行了1824次轴对称广义相对论流体动力学模拟,覆盖了98种不同旋转剖面和18种不同EOS的参数空间。我们表明,反弹引力波信号基本与EOS无关,而主要对转动能与引力能之比敏感,在高转速下还对较差自转程度敏感。后反弹核心振荡的引力波频率表现出更强的EOS依赖性,可用核心的EOS依赖动力学频率 参数化。我们发现峰值频率与动力学频率之比遵循一个普遍趋势,所有EOS和旋转剖面都服从该趋势,并且表明当自转速率超过动力学频率时核心振荡的性质发生变化。我们发现,对低密度非均匀核物质、从非均匀到均匀核物质的转变、以及直至约两倍饱和密度的核物质描述的处理差异,会轻微影响引力波信号。我们发现电子俘获速率的近似和不确定性可导致与不同核EOS所引起的量级相当的引力波信号变化。这强调了需要可靠的核电子俘获速率,以及旋转核坍缩的自洽多维中微子辐射流体动力学模拟。
引用
@article{arxiv.1701.02752,
title = {Equation of State Effects on Gravitational Waves from Rotating Core Collapse},
author = {S. Richers and C. D. Ott and E. Abdikamalov and E. O'Connor and C. Sullivan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.02752},
year = {2017}
}
备注
Accepted to Phys. Rev. D., 29 pages, 18 figures. Key simulation results and gravitational waveforms are available at https://stellarcollapse.org/Richers_2017_RRCCSN_EOS