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GW170817 与 GW190814:最大质量上的张力

高能天体物理现象 2021-03-03 v2 广义相对论与量子宇宙学 核理论

摘要

双体事件 GW170817 与 GW190814 的探测为中子星非转动构型的最大质量 MTOVM_{_{\rm TOV}} 提供了宝贵的约束。然而,GW170817 与 GW190814 中测得的中子星质量存在巨大差异,也导致了对此最大质量预测之间的显著张力:GW170817 表明 MTOV2.3MM_{_{\rm TOV}} \lesssim 2.3\,M_{\odot},而若 GW190814 的伴星在并合时为(非转动或慢转动)中子星,则其要求 MTOV2.5MM_{_{\rm TOV}} \gtrsim 2.5\,M_{\odot}。我们利用遗传算法,对与 GW170817 相关的引力波与天文观测所张成的多维参数空间进行采样。与先前的估计一致,我们发现若最大质量处于 MTOV=2.2100.123+0.116MM_{_{\rm TOV}} = 2.210^{+0.116}_{-0.123} \,M_{\odot} 范围内(在 2-σ2\textrm{-}\sigma 置信水平内),则所有物理量均与观测相符。相比之下,具有 MTOV2.5MM_{_{\rm TOV}} \gtrsim 2.5\,M_{\odot} 的最大质量不仅要求远高于数值相对论估计的引力波辐射效率,还会导致抛射质量的显著不足。因此,若假设 GW190814 的伴星在并合时为黑洞(尽管其此前可能是一颗转动中子星),则该张力可被消解。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.01735,
  title  = {GW170817 and GW190814: tension on the maximum mass},
  author = {Antonios Nathanail and Elias R. Most and Luciano Rezzolla},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.01735},
  year   = {2021}
}

备注

added references and minor changes; version accepted by ApJL