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中子星并合后热效应的自洽处理:对第三代引力波探测器的观测意义

广义相对论与量子宇宙学 2025-05-16 v2 高能天体物理现象

摘要

我们在第三代引力波探测器的背景下,评估了对中子星并合遗迹中热效应进行精确、自洽建模的影响。这是通过在贝叶斯模型选择实验中,使用双中子星(BNS)并合的数值相对论模拟来实现的,这些模拟通过以下方式建模:a) 核的有限温度(或“列表式”)状态方程(EoSs),以及 b) 其简化的分段(或“混合”)表示。它们涵盖四种不同的状态方程,即 SLy4、DD2、HShen 和 LS220。我们的分析直接利用数值模拟输出的 Newman-Penrose 标量 ψ4\psi_4。考虑由三台 Cosmic Explorer 组成的探测器网络,我们表明,两种模型预测的引力波辐射差异在平均距离 dL50d_L \simeq 50Mpc 处可用自然对数贝叶斯因子 logB5\log{\cal{B}}\geq 5 探测到,对于源倾角 ι0.8\iota \leq 0.8 可达到 dL100d_L \simeq 100Mpc,且与状态方程无关。这种影响对于 HShen 状态方程最为显著。对于低倾角,仅有 DD2 状态方程在 dL150d_L \simeq 150Mpc 处阻止了此类建模差异的可探测性。我们的结果表明,对热效应采用自洽处理对于第三代引力波探测器至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.20378,
  title  = {Self-consistent treatment of thermal effects in neutron-star post-mergers: observational implications for third-generation gravitational-wave detectors},
  author = {Verónica Villa-Ortega and Ana Lorenzo-Medina and Juan Calderón Bustillo and Milton Ruiz and Davide Guerra and Pablo Cerdá-Duran and José A. Font},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.20378},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, 5 Figures. Matches published version