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由并合双中子星引力波对潮汐形变参数的可测量性

广义相对论与量子宇宙学 2016-04-20 v1

摘要

将长程(14--16 轨道)数值相对论模拟得到的新的引力波波形与用于并合双中子星的有效单体(EOB)形式波形相结合,我们构建混合波形,并估算先进引力波探测器对中子星无量纲潮汐形变参数 Λ\Lambda 的可测量性。我们关注总质量 2.7M2.7M_\odot 的等质量情形。我们发现,对于位于假设有效距离 Deff=200D_{\rm eff}=200 Mpc 处的事件,在 1-σ、2-σ 和 3-σ 水平下,无量纲潮汐形变参数的可区分差异分别约为 100、400 和 800(针对先进 LIGO)。如果真实状态方程较硬且典型中子星半径 R13R \gtrsim 13 km,我们的分析表明,对于 Deff=200D_{\rm eff}=200 Mpc 处的事件,半径将被限制在约 1 km 的 2-σ 水平内。另一方面,如果真实状态方程较软且典型中子星半径 R12R\lesssim 12 km,则尽管仍有可能将真实方程与 R13R\gtrsim 13 km 的硬状态方程区分开,但很难在众多软状态方程中缩小范围。我们还发现,对于 Deff=200D_{\rm eff}=200 Mpc 处的事件,双中子星的引力波将以高于 2-σ 的水平与无自旋双黑洞的引力波区分开。我们还检验了 EOB 形式、Taylor-T4 和 Taylor-F2 近似式作为旋进波形模型的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.1603.01286,
  title  = {Measurability of the tidal deformability by gravitational waves from coalescing binary neutron stars},
  author = {Kenta Hotokezaka and Koutarou Kyutoku and Yu-ichiro Sekiguchi and Masaru Shibata},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1603.01286},
  year   = {2016}
}

备注

18 pages, 9 figures, accepted for publication in PRD