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磁化中子星相变诱发坍缩的引力波特征

高能天体物理现象 2025-09-15 v2

摘要

强磁场使中子星成为可探测电磁与引力波信号的潜在源。因此,推断这些磁场对理解中子星辐射至关重要。然而,由于缺乏直接观测证据,内部磁场构型仍不明确。本文首次表明,通过探测磁化中子星\emph{相变诱发坍缩}的引力波,可直接约束中子星的内部磁场强度与组分。通过动态模拟该坍缩事件,我们首先发现引力波波形中的主导峰为基频 l=0l=0 准径向 FF 模与基频 l=2l=2 四极 2f^{2}f 模。接着我们表明,最大引力波振幅 hmax|h|_\mathrm{max} 随内部环向场最大磁场强度 Bmax\mathcal{B}_\mathrm{max} 增大而增大,直至最大静止质量密度在回弹时 ρmax,b\rho_\mathrm{max,b}Bmax\mathcal{B}_\mathrm{max} 增大而减小。我们随后证明,先前工作中发现的基本模磁抑制效应在相变诱发坍缩后形成的混合星中依然成立。最后我们表明,测量两基频模间频率比 f2f/fFf_{^{2}f}/f_{F} 可推断所得混合星的 Bmax\mathcal{B}_\mathrm{max} 与混合相物质的重子质量分数 Mmp/M0M_\mathrm{mp} / M_{0}。因此,以 Bmax\mathcal{B}_\mathrm{max}Mmp/M0M_\mathrm{mp} / M_{0} 为例,本工作表明中子星内部诸多信息均可类似地通过测量星体振荡模提取。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.15181,
  title  = {Gravitational wave signatures from the phase-transition-induced collapse of a magnetized neutron star},
  author = {Anson Ka Long Yip and Patrick Chi-Kit Cheong and Tjonnie Guang Feng Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.15181},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 7 figures