快速旋转相对论星体的非线性 r 模
广义相对论与量子宇宙学
2014-11-17 v2 天体物理学
摘要
最近的研究表明，旋转相对论星体中的 r 模不稳定性具有重要的天体物理意义，包括可检测的引力波辐射、解释年轻中子星的初始自转速度以及解释脉冲器和脉冲星自转分布的分布，以及解释一种型号的伽马射线暴，前提是r 模在振幅较小时未被非线性效应或耗散机制饱和。在本文中，我们对isentropic、快速旋转相对论星体的非线性 r 模进行了首次研究，通过3-D广义相对论水动力学演化。我们的数值模拟显示，(1)在动力学时间尺度上，r 模与其他模式在振幅为一的条件下不存在强烈的非线性耦合——除非在较长时间尺度上发生非线性饱和，否则r 模的最大振幅为一（即，速度扰动在赤道附近的旋转速度数量级相同）。一个绝对上限对振幅（或许适用于最快速旋转的星体）由因果性设定。(2)r 模和等离子体在isentropic星体中是主要的离散模式，可能相关的连续部分在我们的模拟中未被识别。(3)此外，Rezzolla、Lamb 和 Shapiro (2000) 近期发现的r 模相关的运动学漂移在我们的模拟中也存在，但需要更精确的初始数据才能明确确认。我们讨论了我们的发现对解释r 模不稳定性引发的引力波可探测性的意义。
引用
@article{arxiv.gr-qc/0007086,
title = {Nonlinear r-modes in Rapidly Rotating Relativistic Stars},
author = {Nikolaos Stergioulas and Jose A. Font},
journal= {arXiv preprint arXiv:gr-qc/0007086},
year = {2014}
}
备注
4 pages, 4 eps figures, accepted in Physical Review Letters