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经历动力学标量化的双中子星准平衡序列

广义相对论与量子宇宙学 2015-06-23 v2 高能天体物理现象

摘要

我们在允许动力学标量化(dynamical scalarization)的标量 - 张量(ST)引力理论中,计算了等质量、无旋双中子星(BNSs)的准平衡序列。我们使用真实的状态方程(特别是分段多方状态方程)对中子星进行建模。利用这些准平衡序列,我们计算了双星的标量电荷和结合能随轨道角频率的变化。我们发现,结合能的绝对值小于广义相对论(GR)中的值,在所考虑的情况下,高频时差异最大约为 14%。我们利用新计算的结合能和平衡方程,估算了从绝热、准圆轨道旋进阶段开始直到序列结束(即最后稳定轨道或质量流失点,取决于何者先出现)期间的引力波(GW)周期数。我们发现,取决于 ST 参数,GW 周期数可能明显小于 GR 中的值。特别是,我们得出当动力学标量化在约 130 Hz 的 GW 频率附近开始时,仅包含 ST 结合能就会导致从 ~120 Hz 到序列结束(~1200 Hz)的 GW 周期数相比 GR 情况减少约 11%。我们估计,当同时也包含 ST 能量通量时,GW 周期数的减少量约为 24%。非常有趣的是,动力学标量化产生的 GW 周期数差异(相对于 GR 点粒子情况)远大于潮汐相互作用的影响,后者仅为几个 GW 周期量级。这些结果进一步阐明并证实了最近在全数值相对论或后牛顿理论中演化 BNSs 的研究,并指出了为强自引力物体(如 BNSs)组成的系统开发精确 ST 理论波形的重要性。

关键词

引用

@article{arxiv.1410.0738,
  title  = {Quasiequilibrium sequences of binary neutron stars undergoing dynamical scalarization},
  author = {Keisuke Taniguchi and Masaru Shibata and Alessandra Buonanno},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1410.0738},
  year   = {2015}
}

备注

16 pages, 14 figures, 2 tables, updated to match the published version