Gravitational scattering of two neutron stars

我们报告了两个中子星引力散射的首次数值相对论模拟。构建了两个等质量非旋转序列的满足约束的初始数据，固定能量并以各种初始角动量（即冲击参数）为变量，通过爱因斯坦方程演化至散射过程。我们探索了强场散射动力学，散射角度可达$220^\circ$，并接近动力学捕获阈值。在捕获阈值附近，显著质量抛射可达$\sim 0.1M_\odot$。与最先进的有效一体化和后米赫斯坦计算预测的散射角进行定量比较，结果表明对于较大的初始角动量，两者定量一致，尽管在接近捕获阈值时，潮汐贡献出现显著差异。引力波和辐射能量与类似的黑洞问题以及最先进的有效一体化预测在整体上呈现定性一致。向捕获阈值演进的散射动力学波形中，包含了物质效应的强烈印记，包括在近距离碰撞期间的星体$f$模激发。总体而言，我们的模拟为研究相对两体问题中的潮汐相互作用开辟了新的研究路径。