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双中子星并合中非凸动力学的引力波印记

高能天体物理现象 2024-03-15 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

解释双中子星(BNS)并合的引力波(GW)观测需要理解超过核饱和密度的物质。我们目前对高密度物质性质的认识依赖于电磁和 GW 观测、核物理实验以及广义相对论数值模拟。在本文中,我们对受非凸动力学支配的 BNS 并合进行了数值相对论模拟,允许出现膨胀激波和压缩稀疏波。利用唯象的非凸状态方程,我们识别出在遗迹的 GW 谱上的可观测印记。特别地,我们发现非凸性导致主导模式的峰值频率与潮汐形变率之间的准普适关系相对于具有凸(常规)动力学的双星发生了显著偏移(量级为 Δfpeak380Hz\Delta f_{\rm peak}\gtrsim 380\,\rm Hz)。文献中曾报道过类似的偏移,但被归因于从核子/强子物质到退禁闭夸克物质的一阶相变。我们认为,频率偏移的最终根源在于双星遗迹中存在反常的非凸动力学。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.06849,
  title  = {Gravitational-wave imprints of non-convex dynamics in binary neutron star mergers},
  author = {Giuseppe Rivieccio and Davide Guerra and Milton Ruiz and José A. Font},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.06849},
  year   = {2024}
}

备注

13 pages, 8 figures. Minor changes. Journal version