含相对论修正的并合双中子星中的非线性模-潮汐耦合

我们在广义相对论中计算非自转中子星的内禀模及其潮汐度规扰动，并确定模的相对论修正对模耦合的影响。已有论断称，在双中子星系统中，当双星旋进至并合前，伴星潮汐场与其中 p 模和 g 模对的线性耦合可触发中子星内的新流体力学不稳定性。该“PG”不稳定性可能十分重要，因其可通过提取轨道能量影响双星旋进阶段，从而潜在导致引力波波形相对于未考虑此效应的理论模型预测产生大幅偏差。这至多造成参数估计错误，最坏情况下则因使用有缺陷的波形模型而致并合事件未被探测到。另一方面，更好地建模此不稳定性及其对双星轨道的影响，可通过引力波观测揭示新现象并阐明恒星不稳定性。迄今所有模-潮汐耦合不稳定性研究均基于牛顿微扰理论构建。中子星为致密天体，故相对论修正可能重要。我们提出并测试了一新代码以计算非自转相对论星的相对论本征模。我们利用这些相对论潮汐与中子星本征模计算了若干选定状态方程的模-潮汐耦合强度（MTCS）。如此算得的 MTCS 与其纯牛顿值之差至多达数十个百分点，但我们确认了牛顿计算所发现的对轨道间距与状态方程的依赖关系。对某些状态方程，MTCS 对中子星壳层区域极为敏感，表明精确处理该区域的重要性。