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振荡与微分旋转中子星的数值模拟

广义相对论与量子宇宙学 2026-04-01 v1 高能天体物理现象

摘要

二进制中子星合并的残余物预期为质量巨大、快速旋转的恒星,其振荡会产生千赫兹频段的引力波。微分旋转程度和旋转轮廓强烈影响其结构、稳定性和振荡谱,因此在建模其动力学时必须予以考虑。我们将 pseudospectral 代码 ROXAS(Relativistic Oscillations of non-aXisymmetric neutron stArS)扩展以实现对振荡、微分旋转中子星的动力学演化。通过更新后的代码,我们旨在研究星体的振荡频率。我们将前一种基于原始变量和共形平坦近似的形式推广到微分旋转。基于该框架,我们运行了一系列轴对称和非轴对称的、受扰动、微分旋转中子星模拟,并提取其振荡频率。轴对称模式以及在 Cowling 近似下的模式与已发表结果保持良好一致。我们指出,Cowling 近似中的次要基本模式是一种人工效应,实际上并不存在于动力学时空中。此外,我们首次提供了在共形平坦演化的非轴对称配置中非轴对称模式的频率值。该扩展拓宽了 ROXAS 可研究的物理情景范围,标志着对后合并残余物及其引力波辐射进行更真实建模的迈出重要一步。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.10550,
  title  = {Numerical simulations of oscillating and differentially rotating neutron stars},
  author = {Santiago Jaraba and Jérôme Novak and Micaela Oertel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.10550},
  year   = {2026}
}

备注

10 pages, 9 figures