粘性星体的径向振荡

中子星的振荡模式是面向第三代引力波探测器的关键目标，编码了其组成核物质的关键信息。本文研究了粘性对冷、多项式、球对称中子星振荡的影响。我们聚焦于纯径向振荡，并在两种流体力学框架下以线性阶进行扰动分析：一种是Eckart提出的准因果Navier-Stokes方程的协变推广，另一种是Bemfica、Disconzi、Noronha和Kovtun(BDNK)所提出的因果推广。我们发现，粘性会在毫秒尺度上抑制径向模式，并引起振荡频率的分数级偏移，这种偏移随星体的紧凑度和粘性程度而增大，对于基本模式的bulk粘性$\zeta\sim10^{30}\mathrm{g}/\mathrm{cm}/\mathrm{s}$可达百分之几。对于更粘性的星体，振荡频率会下降，变为零(即过共轭模式)当$\zeta\gtrsim10^{31}\mathrm{g}/\mathrm{cm}/\mathrm{s}$时。我们也研究了引力坍缩的线性阈值。与最近在小粘性 regime 下的解析结果一致，我们发现Eckart理论中的粘性无法稳定不稳定的无粘性星体。我们提供的数值证据表明，B D N K理论中的粘性同样无法防止引力坍缩，但会轻微修改坍缩阈值。总体而言，我们的结果推进了人们对粘性如何影响中子星振荡模式的理解，这是下一代引力波探测器进行黏性 asteroseismology 的关键组成部分。