π介子对双中子星并合的影响
高能天体物理现象
2023-07-27 v2 核理论
摘要
我们研究π介子在中子星并合模拟中的影响，并探讨其对引力波观测量的影响。我们将带电与中性π介子建模为具有选定恒定有效质量的非相互作用玻色气体。我们将可能以凝聚态或热群体形式出现的π介子的贡献加入到现有的依赖于温度和成分的物态方程中。与不含π介子的模型相比，π介子凝聚态的存在降低了冷的非旋转中子星的特征性质，如最大质量、半径和潮汐形变能力。我们针对这些修正后的物态方程模型进行了相对论流体动力学的中子星并合模拟，并与忽略π介子的原始模型进行比较。一般而言，包含π介子会导致物态方程软化，且这种软化在有效π介子质量较小时更为显著。我们发现并合后主导引力波频率向更高频率偏移最多达150 Hz，且直接黑洞形成所需的阈值双星质量减少了最多0.07 。我们评估了阈值质量或主导并合后引力波频率与非旋转中子星恒星参数之间的经验关系。这些关系旨在从并合观测中提取这些恒星性质，并基于大量不含π介子的物态方程模型构建。与我们的含π介子计算相比，我们发现这些经验关系在良好精度内仍然有效，这证明了尽管它们忽略了π介子可能的影响，其使用仍是合理的。我们还探讨了中子星并合的物质抛射，观察到抛射物质量有百分之几十分之几的中等增强。（节略）
引用
@article{arxiv.2302.12055,
title = {Impact of pions on binary neutron star mergers},
author = {Vimal Vijayan and Ninoy Rahman and Andreas Bauswein and Gabriel Martínez-Pinedo and Ignacio L. Arbina},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.12055},
year = {2023}
}
备注
27 pages, 24 figures, accepted for publication in Phys. Rev. D