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双中子星并合中相变的并合后引力波特征

广义相对论与量子宇宙学 2020-05-01 v2 高能天体物理现象 核理论

摘要

随着来自双中子星系统的首例引力波探测 GW170817,研究核饱和密度及以上物质性质的新窗口被打开。此类并合可达到核物质数倍的密度以及高达 100MeV100\,\rm{MeV} 的温度,也代表了从禁闭强子物质到退禁闭夸克物质发生相变(PT)的潜在场所。尽管 GW170817 中并合后信号的缺失使我们无法从实验上评估这一情形,已有两项理论研究探讨了双中子星系统并合中相变的并合后引力波特征。我们在此通过给出相变发生的一种新特征来扩展并完善该图景。更具体地,利用全广义相对论流体动力学模拟并采用包含相变的适当构造的状态方程,我们给出了“延迟相变”的发生,即仅在并合后一段时间才发展的相变,并产生具有夸克物质核心的亚稳天体,即超大质量混合星。由于在此情形下,并合后信号在相变前后展现出两个不同的基频引力波频率,相关特征有望是迄今所考虑特征中最强且最干净的,也是当前宇宙中夸克物质产生的最佳特征之一。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.09340,
  title  = {Postmerger Gravitational-Wave Signatures of Phase Transitions in Binary Mergers},
  author = {Lukas R. Weih and Matthias Hanauske and Luciano Rezzolla},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.09340},
  year   = {2020}
}

备注

6 pages, 4 figures, includes supplemental material, matches version accepted to PRL