差动旋转中子星中流体动力学湍流产生的引力辐射

(节略) 本文解析计算了差动旋转中子星中高雷诺数湍流与涡量涨落相关的均方电流四极矩，以及由此产生的随机引力波信号的振幅和退相干时间。该计算解决了信号是由最小还是最大湍流涡旋主导这一微妙问题：对于超流球面库埃特模拟中观测到的类科尔莫戈罗夫功率谱，波应变由最大涡旋控制，退相干时间约等于最大涡旋周转时间。对于自旋频率为 $\nu_s$、罗斯比为 $Ro$、距地球距离为 $d$ 的中子星，均方根波应变达到 $h_{RMS} \approx 3\times 10^{-24} Ro^3 (\nu_s / 30 Hz)^3 (d/1 kpc)^{-1}$。原则上，互相关搜索可以探测到此类源，因为信号在时间尺度 $\tau_c \approx 10^{-3} Ro^{-1} (\nu_s / 30 Hz)^{-1} s$ 上退相干，该时间尺度能被现有长基线干涉仪充分采样。因此，流体动力学湍流对中子星的引力波观测施加了基本噪声基底，尽管其污染效应可能因百赫兹频段（当前连续波搜索集中于此）的部分退相干而减弱，对于最高频率（因而也是最强大）的源尤其如此。