进动黑洞双星中相变的多时间尺度分析
广义相对论与量子宇宙学
2015-09-16 v2 宇宙学与河外天体物理
星系天体物理
高能天体物理现象
摘要
在后牛顿近似下，进动双星黑洞（BBHs）的动力学具有强烈的时间尺度层级：轨道时间尺度远短于自旋进动时间尺度，而后者又远短于辐射反作用时间尺度，轨道在该时间尺度上因引力波辐射而收缩。我们利用此时间尺度层级发展了 BBH 动力学的多尺度分析，详尽阐述了 Kesden 等人 (2015) 的分析。我们在进动时间上解析求解自旋进动方程，然后采用准绝热方法在更长的辐射反作用时间上演化这些解。该过程产生了一种研究进动 BBHs 的创新性“进动平均”后牛顿方法。我们利用新解将 BBH 自旋进动分类为三种不同形态，进而研究随着 BBHs 旋进这些形态之间的相变。这些进动平均后牛顿旋进可从任意大分离度高效计算，从而在为天体物理学与数值相对论之间的鸿沟架桥方面取得进展。
引用
@article{arxiv.1506.03492,
title = {Multi-timescale analysis of phase transitions in precessing black-hole binaries},
author = {Davide Gerosa and Michael Kesden and Ulrich Sperhake and Emanuele Berti and Richard O'Shaughnessy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.03492},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in PRD. Animations available at http://davidegerosa.com/spinprecession/