快速自旋中子星与超大质量黑洞的相对论散射
高能天体物理现象
2022-10-12 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
使用二次自旋的 Mathisson-Papapetrou-Dixon（MPD）表述，研究了以无界轨道遭遇超大质量黑洞（BH）的快速自旋中子星的轨道动力学。我们考虑了具有天体物理相关速度的自旋中子星在黑洞引力场中的运动。对于此类慢速散射，这些中子星所遵循的双曲轨道偏心率均接近 e = 1，且与 e >> 1 的情形具有不同性质。我们发现，相比测地线运动，自旋-轨道与自旋-自旋耦合将导致空间无穷远处的散射角变化，且这种变化在慢速散射中比快速散射中更显著。该变化在数小时观测内、以及对于更大黑洞质量或更长自旋周期可达数天或数月的脉冲到达时间中导致可观测差异。此类相对论脉冲星-黑洞系统还在 LISA 的敏感带中发射引力波（GWs）暴，在最优设置下最远可见 100 Mpc。利用 SKA 或 FAST 对此类引力波暴进行射电跟踪，将能以高精度测量轨道参数并检验广义相对论（GR）的预言。
引用
@article{arxiv.2110.03494,
title = {Relativistic scattering of a fast spinning neutron star by a massive black hole},
author = {Kaye Jiale Li and Kinwah Wu and Po Kin Leung and Dinesh Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.03494},
year = {2022}
}