黑洞 - 中子星并合的全广义相对论模拟

黑洞 - 中子星 (BHNS) 双星系统预计是地面探测器可观测到的引力波的主要来源之一，也可能是短硬伽马射线暴 (SGRBs) 的前身星。在此，我们讨论了对并合 BHNS 双星系统的新全广义相对论计算，该计算使用高精度、低偏心率、共形薄夹片构型作为初始数据。我们的演化采用移动穿孔法进行，并包含了全相对论性、高分辨率激波捕获流体动力学处理。重点关注中子星无自转且黑洞无自旋、质量比为 3:1 的系统，我们研究了该系统的旋进、并合及吸积盘形成过程。我们发现绝大多数物质被迅速吸积，不超过中子星静止质量 3% 的物质被抛射到一个稀薄的引力束缚盘中。即使在 2:1 质量比情况下减小中子星致密度，对于 2:1 和 1:1 的质量比我们也发现了类似的结果。这些环境盘的温度适合触发 SGRBs，但其质量可能太小而无法产生所需的总能量输出。我们测量了引力波形并计算了频域中的有效应变，发现我们的波形与高级 LIGO 波段内双黑洞并合产生的波形之间存在可测量的差异。这些差异出现在对应于中子星被潮汐瓦解并被黑洞吸积时发生的辐射频率处。由此获得的关于中子星半径的信息可用于约束中子星物态方程。