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数值相对论中并合双中子星的亚弧度精度引力波形

高能天体物理现象 2017-11-01 v1 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

扩展我们之前的研究,我们在数值相对论中对旋进双中子星进行了高分辨率模拟。利用当前可用的计算资源,我们彻底进行了收敛性研究,对于半径为 10.9--13.7\,km 的中子星,最小网格间距约为 6363--86 米。在最后 15\sim 15--16 个旋进轨道中,总相位 210\gtrsim 210\,rad 的引力波相位估计总误差量级为 0.1~rad。随后,我们将波形(未经分辨率外推)与最新的有效单体形式(称为 TEOB 模型的潮汐 SEOBv2 模型)计算的波形进行了比较。我们发现,对于任何双中子星模型,TEOB 形式计算的波形与数值相对论波形在达到引力波振幅峰值前约 33\,ms 的时间内均吻合:对于这一晚期旋进阶段,总相位误差 0.1\lesssim 0.1\,rad。尽管引力波形在最后 3\sim 3\,ms 表现出旋进型特征,但当前的 TEOB 形式无法很好地重现这一阶段,特别是对于具有大潮汐形变(即较大半径)的中子星。文中描述了其原因。

关键词

引用

@article{arxiv.1708.08926,
  title  = {Sub-radian-accuracy gravitational waveforms of coalescing binary neutron stars in numerical relativity},
  author = {Kenta Kiuchi and Kyohei Kawaguchi and Koutarou Kyutoku and Yuichiro Sekiguchi and Masaru Shibata and Keisuke Taniguchi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1708.08926},
  year   = {2017}
}

备注

13 pages, 11 figures, submitted to PRD