脉冲星 - 黑洞双星系统：利用未来射电望远镜进行新引力测试的前景
星系天体物理
2015-06-22 v1 高能天体物理现象
摘要
预期发现的轨道环绕黑洞的脉冲星有望为黑洞物理和引力研究提供独特的实验室。在此背景下，下一代射电望远镜，如五百米口径球面射电望远镜（FAST）和平方公里阵列（SKA），凭借其前所未有的灵敏度，将发挥关键作用。在本文中，我们研究了未来射电望远镜通过对绕恒星质量黑洞（SBH）运行的脉冲星进行计时，来探测黑洞时空并检验引力理论的能力。基于模拟数据仿真，我们表明，利用未来射电望远镜对足够致密的脉冲星 -SBH（PSR-SBH）系统进行几年的计时观测，将能够精确测量黑洞的质量和自旋。预计自旋的测量精度可达百分之一。测量黑洞的四极矩（检验广义相对论无毛定理所必需）则需要极端的系统构型，包括致密轨道和大质量 SBH。此外，我们表明，即使替代引力理论预测的黑洞与广义相对论预测的（几乎）相同，PSR-SBH 系统也能极大地改进对这些理论的约束。本文针对一类特定的标量 - 张量理论展示了这一点。最后，我们研究了搜寻 PSR-SBH 系统的要求。结果表明，下一代射电望远镜的高灵敏度对于发现致密 PSR-SBH 系统至关重要，因为它将允许足够短的巡天积分时间。
引用
@article{arxiv.1409.3882,
title = {Pulsar-black hole binaries: prospects for new gravity tests with future radio telescopes},
author = {K. Liu and R. P. Eatough and N. Wex and M. Kramer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.3882},
year = {2015}
}
备注
20 pages, 11 figures, 1 table, accepted for publication in MNRAS