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真实白矮星的 I-Love-Q 关系

广义相对论与量子宇宙学 2020-01-08 v1 高能天体物理现象

摘要

星载引力波干涉仪 LISA 有望探测到大量双白矮星的信号。在较小的轨道间距下,快速自转和巨大的潮汐隆起可能使得通过此类观测探测恒星内部结构成为可能。有限尺寸效应被编码在诸如转动惯量(II)、潮汐 Love 数(Love)和四极矩(QQ)等量中。它们之间的普适关系(I-Love-Q 关系)可用于减少引力波模板中的参数数量。我们在此研究比以往研究中所用模型更真实的白矮星的 I-Love-Q 关系。具体而言,我们通过纳入(i)较差自转和(ii)取自详细恒星演化计算的内部温度分布,对先前工作进行拓展。我们使用公开可用的恒星演化代码 MESA 来生成低质量和高质量白矮星的冷却模型。我们表明,较差自转导致 I-Q 关系(类似地 Love-Q 关系)偏离匀速自转的情形。我们还发现,有限温度的引入导致白矮星沿零温质量序列的 I-Q 值移动,移向暗示更低质量的值。我们进一步发现,仅经过几百万年,高质量白矮星就能很好地由零温模型描述,这表明在大多数实际情况下零温关系可能已足够好。具有厚氢包层的低质量氦核白矮星可能经历长期的氢燃烧,从而维持恒星温度并使其在更长时间内偏离 I-Love-Q 关系。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.09557,
  title  = {I-Love-Q Relations for Realistic White Dwarfs},
  author = {Andrew Taylor and Kent Yagi and Phil Arras},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.09557},
  year   = {2020}
}

备注

15 pages (5 of which are appendices), 11 figures