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不等质量自旋双中子星并合中阈值质量的准普适行为

广义相对论与量子宇宙学 2021-12-01 v2

摘要

两颗中子星并合所产生的 remnant 的寿命可提供关于核物质状态方程及导致电磁对应体的过程的丰富信息。因此,确定该寿命最短的时刻至关重要,这对应于 remnant 质量等于阈值质量 MthM_{\rm th}、即迅速坍缩为黑洞之时。我们报告了360余次中子星双星并合模拟的结果,涵盖40种在质量比与主导星自旋上不同的构型。利用该数据,我们推导了 MthM_{\rm th} 的准普适关系,并表达了其对双星质量比与自旋的依赖性。新表达式在等质量无旋双星情形下重现了Koeppel等人的结果,并揭示:对于自旋与轨道角动量平行(反平行)的双星,MthM_{\rm th} 可增大(减小) 5% (10%)5\%~(10\%),且提供了 MthM_{\rm th} 对系统质量不对称性存在非单调依赖的证据。最后,我们将探测到中子星双星后可对恒星半径设定的下界推广至不等质量与自旋双星,阐明了不等质量、快速自旋双星的并合如何能显著约束恒星半径的允许取值。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.00940,
  title  = {Quasi-universal behaviour of the threshold mass in unequal-mass, spinning binary neutron-star mergers},
  author = {Samuel D. Tootle and L. Jens Papenfort and Elias R. Most and Luciano Rezzolla},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.00940},
  year   = {2021}
}

备注

11 pages, 4 figures; updated fitting coefficients based on refined data (second digit); no change in main results. Matches accepted version by ApJL