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中等回收脉冲星双星中的相对论效应:PSR J1952+2630

高能天体物理现象 2022-12-28 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们报道了对 PSR J1952+2630 的计时观测结果,这是一颗 20.7 ms 的脉冲星,与一颗大质量白矮星伴星处于轨道中。随着计时基线的延长,我们获得了该系统天体测量、自转和双星参数的改进估计。我们得到了自行精度一个量级的提升,并首次在该系统中探测到三个后开普勒参数:近星点进动、轨道衰减和 Shapiro 延迟。我们约束脉冲星质量为 1.200.29+0.28M^{+0.28}_{-0.29}\rm M_{\odot},其伴星质量为 0.970.13+0.16M^{+0.16}_{-0.13}\rm M_{\odot}。当前 P˙b\dot{P}_{\rm b} 值与利用 ω˙\dot{\omega}h3h_3 所得质量的广义相对论(GR)预期一致。该超出量代表了对该系统偶极引力波发射的限制。这给出脉冲星与伴星有效标量耦合之差(由引力标量-张量理论(STTs)所预言)的限制 αpαc<4.8×103|\alpha_{\rm p}-\alpha_{\rm c}| < 4.8 \times 10^{-3},其并未构成对 STTs 有竞争力的检验。然而,我们对该系统未来观测的模拟表明,到 2032 年,P˙b\dot{P}_{\rm b}ω˙\dot{\omega} 的精度将允许得到更精确的质量以及对偶极引力波轨道衰减贡献更紧的约束,结果为 αpαc<1.3×103|\alpha_{\rm p}-\alpha_{\rm c}|<1.3 \times 10^{-3}。我们还给出了到 2032 年该系统对 DEF 引力的 {α0,β0}\{\alpha_0,\beta_0\} 参数所施加的约束,其与 PSR J1738+0333 相当。不同于 PSR J1738+0333,PSR J1952+2630 的质量测量将不受限制,并有可能在未来对 DEF 引力给出更严格的限制。该检验的进一步改进可能受限于由于缺乏精确距离测量而导致的 P˙b\dot{P}_{\rm b} 运动学贡献的不确定性。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.03464,
  title  = {Relativistic effects in a mildly recycled pulsar binary: PSR J1952+2630},
  author = {T. Gautam and P. C. C. Freire and A. Batrakov and M. Kramer and C. C. Miao and E. Parent and W. W. Zhu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.03464},
  year   = {2022}
}

备注

14 pages, 9 figures, 4 tables. Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics