白矮星-中子星双星并合：完全广义相对论模拟
高能天体物理现象
2012-01-16 v2 太阳与恒星天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们展示了白矮星-中子星(WDNS)双星旋近与并合的完全广义相对论(GR)模拟。初始双星处于洛希临界分离距离的圆轨道上。目标是确定此类系统的最终命运。我们关注总质量超过冷简并状态方程(EOS)所能支撑的最大质量(Mmax)的双星。时间和长度尺度跨越多个数量级，使得完全广义相对论流体动力学(GRHD)模拟在计算上不可行。因此，我们按照双星WDNS对头碰撞研究[PRD83:064002,2011]中的方法，将白矮星建模为“赝白矮星”(pWD)。我们对一个包含0.98太阳质量白矮星和1.4太阳质量中子星的pWDNS系统进行的GRHD模拟显示，并合遗迹是一个被大质量盘包围的自旋索恩-兹特科夫天体(TZlO)。最终总静质量超过Mmax，但遗迹并未立即坍缩。为了评估该天体在冷却后是否会最终坍缩，我们引入了辐射热冷却。我们首先将冷却算法应用于WDNS对头碰撞形成的TZlO，并表明这些天体在冷却时间尺度上坍缩并形成黑洞，正如预期。然而，当我们冷却由圆轨道WDNS双星并合形成的自旋TZlO时，遗迹并未坍缩，这表明差动自转支撑足以阻止坍缩。鉴于最终总质量超过Mmax，磁场和/或粘性可能会重新分布角动量，并最终导致延迟坍缩形成黑洞。我们推断，真实大质量WDNS双星的并合很可能导致形成自旋TZlO，这些天体随后会发生延迟坍缩。
引用
@article{arxiv.1109.5177,
title = {The merger of binary white dwarf-neutron stars: Simulations in full general relativity},
author = {Vasileios Paschalidis and Yuk Tung Liu and Zachariah Etienne and Stuart L. Shapiro},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.5177},
year = {2012}
}
备注
23 pages, 9 figures, 3 tables, published in PRD, matches published version. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1009.4932