二进制黑洞和中子星的热力学

我们考虑以真空或理想流体时空模型的紧凑二进制系统，假设存在一条螺旋对称的 Killing 向量 k^α，概念上它是共转动系中时间平移的生成器。具有此类平稳性质的系统不是渐近平坦的，但其渐近行为对应相等的入射和出射辐射。对于黑洞二进制系统，刚性定理暗示该 Killing 向量沿着视界的生成线，我们据此推导出零定律（视界表面引力常数）。令人惊讶的是，尽管此类系统的质量和角动量未被定义，但存在一个精确的第一定律，将渐近 Noether 电荷的变化与流体涡动、重子质量、熵以及黑洞面积变化相关联。当 MΩ 较小时，二进制系统在近似渐近平坦区域内，可以用渐近质量和角动量表示第一定律。渐近平坦性在两种用于模型化二进制系统的解中被精确表述：满足后牛顿方程的时空，以及具有空间各向同性度平坦度度量的修改场方程组的解。（空间各向同性度平坦度量在具有螺旋对称性下的形式，然而，只有在用移位向量中人为无迹自由表达式取代外力度时，才与最大切分一致。）对于这些时空，相邻平衡状态的恒星若具有相同的涡动，满足 δM = ΩδJ，可用于获得支配轨道稳定性的转折点准则。