TROYE:引力波中中子星-黑洞合聚动态相变建模
高能天体物理现象
2026-02-23 v1
摘要
稠密核物质的方程态(EoS)仍是高能天体物理学中最具挑战性的开放问题之一。虽然静态方程态模型正通过双星中子星(BNS)轨道碰撞的观测而日益受到约束,但在标准引力波(GW)分析中, coalescence期间可能发生的动态相变尚未被考虑。本文我们研究了该相变的探测可行性,这种相变表现为潮汐可形参数 的宏观偏移。我们认为,中子星-黑洞(NSBH)系统比BNS系统更适合作为这种现象的清洁实验室,因为缺乏 退化因素,使得可以孤立单体潮汐演化。我们引入了一种现象学波形模型,TROYE(Transitional Representation Of varYing Equation-of-state),该模型在时间域中拼接两个波形近似模型,以模拟在晚期轨道碰撞期间,在两个方程态之间发生平滑但快速相变。我们对100个模拟事件进行了完整的贝叶斯注入和恢复试验,使用 bilby 推断库。我们的结果表明,对应潮汐偏移 的相变,在Advanced LIGO设计灵敏度下可被探测到,yielding decisive statistical evidence()。我们进一步识别出一种“V形”不对称性,其中“软化”相变( 减小)比“刚性”相变更容易被探测到,因为潮汐子系统的特定相演化所致。最后,我们present了“stress tests”,表明即使在拼接时间和二进制质量比不确定性被边缘化的情况下,相变仍可被恢复。
引用
@article{arxiv.2602.18105,
title = {TROYE: Modeling Dynamic Phase Transitions in Gravitational Waves from Neutron Star-Black Hole Mergers},
author = {Ofek Dan and Ofek Birnholtz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.18105},
year = {2026}
}
备注
14 pages, 10 figures, open-source codebase available at https://github.com/OfekDan/troye