双中子星并合中的引力波与质量抛射物:大偏心率效应
广义相对论与量子宇宙学
2018-11-14 v2 高能天体物理现象
摘要
随着当前引力波(GW)探测器灵敏度提升,尤其新仪器在规划中,地基GW探测器有可能观测到来自高偏心率中子星双星的GW。我们呈现了使用一致初始条件(即与爱因斯坦方程及平衡态广义相对论流体动力学方程相符的设定)的全(3+1)维数值相对论模拟对高偏心率BNS系统的首次详细研究。总体上,我们的模拟覆盖两种不同状态方程(EOS)、两种不同自旋构型,以及每种EOS与自旋配对下的三到四种不同初始偏心率。我们从模拟波形中提取两星并合前近距离相遇期间诱导的f模振荡频率。提取的频率与无旋情形下的单星f模振荡吻合良好,这提供了对超核密度状态方程的独立测量,而这是准圆轨道双星无法获取的。即便使用软EOS,存储于这些f模振荡中的能量也可达 erg。为估计存储能量,我们还考察了因星体偏离原点导致的模混合对f模GW信号贡献的效应。尽管一般(偏心率)中子星并合产生明亮的电磁对应体,我们发现当偏心率过大时,由于抛射物质量减少,光度下降。最后,一致初始构型的使用也使我们能为不同偏心率生成高质量波形,可用作高偏心率双中子星系统波形模型开发的测试基准。
引用
@article{arxiv.1807.06857,
title = {Gravitational waves and mass ejecta from binary neutron star mergers: Effect of large eccentricities},
author = {Swami Vivekanandji Chaurasia and Tim Dietrich and Nathan K. Johnson-McDaniel and Maximiliano Ujevic and Wolfgang Tichy and Bernd Brügmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.06857},
year = {2018}
}
备注
(26 pages, 17 figures), "CoRe webpage, see http://www.computational-relativity.org/"