关于旋转玻色子星中动力学棒模式不稳定性的研究
广义相对论与量子宇宙学
2020-12-09 v2
摘要
旋转玻色子星（SBSs）可由具有非零角动量的稀薄标量/Proca 粒子云在引力坍缩中形成。在最近的工作中，我们发现标量星是瞬态的，原因在于一种非轴对称不稳定性触发了角动量的损失。我们进一步使用爱因斯坦-(有质量、复)Klein-Gordon 系统和爱因斯坦-(复)Proca 系统的三维数值相对论模拟，研究 SBSs 的动力学形成。在标量情形中我们加入四次自相互作用势以衡量其对不稳定性的影响；我们研究 (m=2) Proca 星以评估其稳定性；我们试图将 SBSs 的不稳定性与方位角密度模的增长率以及共转点的存在联系起来。我们表明：自相互作用势仅能延迟标量 SBSs 中的不稳定性；m=2 Proca 星总是迁移到稳定的 m=1 球状族；不稳定的 m=2 Proca 星和 m=1 标量玻色子星表现出共转点。这建立了与受动力学棒模式不稳定性影响的旋转中子星的相似性。我们计算了发射的引力波（GWs），并通过将信号的特征应变与多种探测器的灵敏度曲线比较、计算信噪比，来研究波形的可探测性。通过假设 SBSs 中棒状变形的特征阻尼时标仅由引力波辐射设定而不由黏滞设定（不同于中子星），我们发现坍缩后的辐射可能比棒模式不稳定性本身能量高数个量级。我们的结果表明，SBSs 的引力波观测或许在未来实验中可及，为证实此类恒星的存在并对玻色子粒子质量施加严格约束提供了潜在手段。
引用
@article{arxiv.2010.05845,
title = {On the dynamical bar-mode instability in spinning bosonic stars},
author = {Fabrizio Di Giovanni and Nicolas Sanchis-Gual and Pablo Cerdá-Durán and Miguel Zilhão and Carlos Herdeiro and José A. Font and Eugen Radu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.05845},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 11 figures. A longer version of the abstract in the pdf