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潮汐形变率与中子星并合

高能天体物理现象 2018-10-24 v2 太阳与恒星天体物理 广义相对论与量子宇宙学 核理论

摘要

中子星并合中的有限尺寸效应在领头阶通过星的潮汐形变率(Lambdas)显现。如果中子星内不存在强一阶相变,则两颗中子星由同一状态方程描述,且它们的Lambdas通过质量高度关联,即便状态方程未知。然而,如果在两星中心密度间存在强相变,使得质量较大的星有相变而质量较小的星没有,则此关联将被削弱。在所有情形中,每颗中子星质量的最小Lambda由因果性施加,且一个较不保守的极限由幺正气体约束施加,二者我们均作了计算。为最好地利用来自并合的引力波数据,重要的是纳入关联Lambdas与质量的相关关系以及Lambda作为质量函数的下界。聚焦于无强相变的情形,且对于啁啾质量M_chirp<1.4M_sun的并合(这是所有已观测到且总质量已被精确测量的双中子星系统的情况),我们展示无量纲Lambdas满足Lambda_1/Lambda_2= q^6,其中q=M_2/M_1为双星质量比;MM分别为每颗星的质量。此外,它们被q^{n_-}>Lambda_1/Lambda_2> q^{n_{0+}+qn_{1+}}所界,其中n_-<n_{0+}+qn_{1+};参数仅依赖于M_chirp,而M_chirp可由引力波信号精确确定。我们也给出强相变情形中存在的更宽边界的解析表达式。我们认为,针对M_chirp调谐的Lambda_1/Lambda_2的有界范围,连同Lambda(M)的下界,在引力波波形建模中将比其他建议方法更有用。

关键词

引用

@article{arxiv.1808.02858,
  title  = {Tidal Deformabilities and Neutron Star Mergers},
  author = {Tianqi Zhao and James M. Lattimer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1808.02858},
  year   = {2018}
}