极端质量比双星中脉冲星计时的广义相对论方法
高能天体物理现象
2020-01-09 v3
摘要
在围绕超大质量或中等质量黑洞（如银河系中心或球状星团中心中的那些）的紧密相对论轨道中探测到脉冲星（PSR），将允许在强场、非线性 regime 下对广义相对论（GR）进行精确检验。我们提出了一个计算此类极端质量比双星（EMRB）中脉冲星理论时频信号的框架。该框架完全相对论化，无弱场近似，因此能够解释所有高阶强场引力效应、相对论自旋动力学、与天体物理效应的卷积以及对脉冲星计时信号的综合影响。具体而言，我们计算了脉冲星射电信号的时空路径以及旋转脉冲星绕 Kerr 黑洞的复杂轨道与自旋动力学，考虑了时空曲率与参考系拖曳、相对论与引力时间延迟、引力光弯曲、视线中等离子体引起的时空色散以及相对论像差。这使得能够生成一致的时频解。这样的框架是评估将脉冲星用作强场广义相对论探针的关键，有助于指导承载脉冲星的 EMRB 系统的探测，并且最为关键的是，为随后与观测比较以检验基础物理提供了准确的理论基础。
引用
@article{arxiv.1903.08258,
title = {Pulsar timing in extreme mass ratio binaries: a general relativistic approach},
author = {Tom Kimpson and Kinwah Wu and Silvia Zane},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.08258},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 15 Figures. Accepted for publication in MNRAS