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形变中子星产生的引力波:山脉与潮汐

高能天体物理现象 2021-09-20 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

随着引力波天文学的显著到来,我们揭示了先前被遮蔽的事件:致密双星并合。中子星是引力波大有希望(且已被证实)的辐射源,考虑这些星体可能发生形变的方式正逢其时。引力波提供了一扇独特的窗口,用以审视中子星内部并进一步了解超密核物质的物态方程。在本工作中,我们研究了两种与引力波辐射相关的情形:拥有(非轴对称)山脉的中子星,以及被双星伴星潮汐场形变的中子星。尽管尚未通过引力波观测到,旋转中子星长期以来被认为是潜在的辐射源。通过采用唯象模型描述自旋演化并考虑吸积中子星的自旋观测分布,我们发现这些系统中存在引力辐射的证据。我们研究了在牛顿引力与相对论引力下山脉的建模方式,并引入了一种新方案以解决此前该方法存在的问题。该方案的关键组成部分是使星体呈现非球形状的形变力。我们发现,该力(作为星体形成历史的代理)以及物态方程,在支撑山脉方面起着关键作用。考虑一个已被引力波观测到的情形,我们计算了潮汐形变中子星的结构,重点关注星壳的影响。我们发现其对潮汐形变能力的影响可忽略不计,但星壳在并合前基本保持完好。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.07858,
  title  = {Gravitational waves from deformed neutron stars: mountains and tides},
  author = {Fabian Gittins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.07858},
  year   = {2021}
}

备注

PhD thesis defended on 7th September 2021. 186 pages, 35 figures. Related publications: arXiv:1811.00550, arXiv:2003.05449, arXiv:2009.12794 and arXiv:2105.06493