I-Love-Q 关系：从致密星到黑洞
广义相对论与量子宇宙学
2016-05-27 v2 高能天体物理现象
摘要
与致密星（如中子星或夸克星的质量和半径）相关的大多数可观测量之间的关系，通常强烈依赖于其未知的内部结构。然而，I-Love-Q 关系（转动惯量、潮汐形变与四极矩之间的关系）对这些结构近似不敏感。如无毛定理所示，这些关系在广义相对论的稳态黑洞中变得精确。在本文中，我们朝着研究当致密星变成黑洞时近似的 I-Love-Q 关系如何变得精确迈出了第一步。为此，我们考虑了一个玩具模型，即具有各向异性压强的不可压缩星，它允许我们建模一个平衡星序列，其紧致度任意接近黑洞极限。我们在慢转动和小潮汐近似下通过数值构造这样的序列来提取 I-Love-Q 三元组。我们发现 I-Love-Q 关系以非平凡的方式接近黑洞极限，随着紧致度和各向异性量的增加，四极矩和潮汐形变改变符号。将 Maclaurin 椭球推广到各向异性星，我们表明在牛顿极限下多极矩也随着各向异性量的增加而变号。我们还解析地证明，在强各向异性极限下，当紧致度达到黑洞值时，星的转动惯量达到黑洞极限。然而，通过各向异性星序列来建模黑洞极限在考虑其他引力理论时失败。我们在一种违反宇称的修正理论中计算了标量偶极电荷和转动惯量，发现当各向异性星序列接近黑洞极限时，这些量并不趋于其黑洞对应量。
引用
@article{arxiv.1601.02171,
title = {I-Love-Q Relations: From Compact Stars to Black Holes},
author = {Kent Yagi and Nicolas Yunes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.02171},
year = {2016}
}
备注
36 pages, 10 figures; minor modifications, typos corrected; published in CQG