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带标量发饰的带电致密二体的轨道波动

广义相对论与量子宇宙学 2026-05-14 v1 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

我们研究了在 Einstein-标量-Maxwell (ESM) 理论中的致密二体系统的引力波形,其中标量场 ϕ\phi 通过场依赖函数 μ(ϕ)\mu(\phi) 耦合到 U(1)U(1) 规范场 AμA_\mu。在此框架下,致密天体——黑洞 (BH)、中子星 (NS) 和异构致密天体 (ECO)——可以携带两种向量和标量电荷,后者是由前者诱导的次级发饰。我们将二体建模为具有标量场依赖质量的带电点粒子,推导了近区的保守动力学,并计算了远区的辐射场。张量波形通过有效动力学和辐射反应驱动的相位演化进行修改,标量和向量模式引入额外的能量损失通道。从张量、标量和向量辐射的能量通量中,我们使用定 stationary phase 近似构建频率域波形。由标量和向量电荷-质量比差异驱动的偶极辐射产生一个 leading 1-1 后牛顿修正。与一般相对论的偏差由单个参数 bb 控制,既影响振幅又影响相位。我们进一步检查了双星脉冲星的轨道周期衰减约束,表明现有观测已为中子星二体给出严格的 bb 限制。此外,我们评估了代表性 BH-BH、NS-NS、ECO-ECO 二体在 ESM 理论中的 bb 值。我们的结果提供了一种统一的框架,用于探索带电致密二体的引力波特征,并为测试暗区标量和向量电荷提供了可能性——可通过当前和未来的观测实现。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.13036,
  title  = {Inspiral gravitational waveforms from charged compact binaries with scalar hair},
  author = {Antonio De Felice and Shinji Tsujikawa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.13036},
  year   = {2026}
}

备注

33 pages, no figures