微分旋转中中子星的杠桿模式不稳定性：完全广义相对论下的模拟

我们研究了快速旋转中子星在杠桿形变下的动力学稳定性。我们对总引力质量 $M/R \geq 0.1$ 的致密星体进行完全相对论的三维模拟，其中 $M$ 为总引力质量，$R$ 为赤道周长半径。我们采用以 $\Gamma=2$ 为指数的绝热状态方程。如同牛顿理论一样，我们发现，当 $\beta \equiv T/W$ 超过临界值时（其中 $T$ 为旋转动能，$W$ 为引力束缚能），这些星体会因杠桿形成而动力学不稳定。对于我们所采用的星体压实度和旋转轮廓，临界 $\beta = \beta_{dGR}$ 约为 0.24-0.25，仅略小于已知的牛顿值约 0.27（用于不可压缩的马克莱uen 椭球体）。该临界值对我们所调查的中等范围内的微分旋转程度几乎不依赖。所有不稳定的星体都会在动力学时间尺度上形成杠桿。具有足够大 $\beta$ 的模型随后形成螺旋臂并驱动质量喷射，使残余进入动力学稳定状态。具有适中较大 $\beta \gtrsim \beta_{dGR}$ 的模型不会形成螺旋臂或喷射质量，但会调整形成类似椭圆形的稳定配置。如果杠桿模式不稳定性在超新星坍缩或双中子星合并中被激发，它可能是一种强烈且可观测的引力波源。我们确定特征波动幅度和频率。