并合双中子星中振荡模的共振潮汐激发:惯性-重力模
高能天体物理现象
2017-10-11 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
在并合中子星(NS)双星系统中,潮汐力可以共振激发中子星中的低频(< 500 Hz)振荡模,从而在轨道与中子星之间传递能量。这种共振潮汐可以在引力波形中引起相位偏移,并可能为利用引力波研究中子星内部结构提供新的窗口。先前的工作考虑了纯g模(由星的稳定分层引起)和纯惯性模(由科里奥利力引起)的潮汐激发,其中旋转效应以近似方式处理。然而,对于真实的中子星,浮力效应和旋转效应可能相当,从而产生混合的惯性-重力模。我们开发了一种非微扰数值谱代码来计算这些模的频率和潮汐耦合系数。然后,我们计算了双星旋近过程中每次共振在引力波形中引起的相位偏移。我们采用具有参数化分层的多方中子星模型。我们推导了相关的标度关系,并考察了相位偏移如何依赖于中子星的各种性质。我们发现,对于标准中子星(质量 M = 1.4M_sun,半径 R = 10 km)和适中的旋转速率(< 300 Hz),由共振引起的引力波相位偏移通常小于0.01弧度。但相位偏移是R和M的强函数,对于半径较大(R > 15 km)的低质量中子星,相位偏移可达1弧度或更多。当分层和旋转的组合产生一个频率极低(惯性系中< 20 Hz)的修正g模时,也能产生显著的相位偏移。我们还发现,一些惯性模会受到分层的强烈影响,并且先前基于Cowling近似被认为具有微小但非零惯性系频率的m = 1 r模,实际上频率基本为零,因此无法被激发。
引用
@article{arxiv.1708.01839,
title = {Resonant Tidal Excitation of Oscillation Modes in Merging Binary Neutron Stars: Inertial-Gravity Modes},
author = {Wenrui Xu and Dong Lai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.01839},
year = {2017}
}
备注
18 pages, 11 figures, 4 tables