利用中子星双星并合阶段 f 模的引力波星震学

来自并合双中子星的引力波信号可 yielding 关于核物质状态方程性质的重要信息,从信号早期通过潮汐效应到并合产物的性质与振荡频率。我们通过比较中子星基振荡模($f$ 模)频率与两中子星并合相关的引力波频率,研究孤立中子星性质与其并合之间的直接联系。我们使用共形平坦近似下的非线性流体动力学代码计算非旋转与旋转中子星的四极($l=2$) $f$ 模振荡($f_{2f}$),并从一组公开可用模拟中获得双中子星峰值振幅($f_{\rm max}$)相关引力波频率。我们发现,在四十五个具有不同总质量与状态方程的等质量系统中,$f_{\rm max}$ 与 $f_{2f}$ 平均相差约 1%。假设引力波频率在并合附近仍近似等于轨道频率 $\Omega$ 的两倍,该结果表明潮汐共振条件 $|m|\Omega = f_{2f}$ 在并合附近以高精度满足,其中 $m=2$ 为方位角量子数。此外,已确立的 $f_{\rm max}$ 与等质量双星系统潮汐形变率之间的普适关系,现可由孤立中子星 $f_{2f}$ 与潮汐形变率之间的类似关系解释,后者已被证明与中子星近不可压缩性质相关。我们的发现表明,有可能将双中子星系统并合时的引力波信号直接与基振荡模及质量比相联系。