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因果性对中子星潮汐形变能力设定的上限

广义相对论与量子宇宙学 2017-05-05 v2 高能天体物理现象 核理论

摘要

引力波天文学的一个主要目标是通过测量中子星的潮汐形变能力来约束中子星状态方程(EOS)。波形相对于点粒子(或无自旋双黑洞(BBH))的潮汐诱导偏离随着EOS的刚度增加而增加。我们表明因果性(对于满足单参数状态方程的完美流体,要求声速小于光速)对作为质量函数的潮汐形变能力设置了上限。像上限质量一样,形变能力的极限是通过使用在高密度下vsound=cv_{sound} = c的EOS并且在匹配密度约为核饱和密度处匹配到低密度(候选)EOS获得的。我们使用这些结果以及[B.D. Lackey等人,Phys. Rev. D 89, 043009 (2014)]的结果来估计由此产生的黑洞-中子星(BHNS)双星相对于BBH的引力波相移的上限。即使对于弱到允许最大质量4 M4\ M_\odot(在核饱和密度处与异常 stiff 低密度候选EOS匹配)的假设,无量纲潮汐形变能力的上限也是严格的。它导致合并前最大潮汐诱导相移的更严格估计上限。我们在附录中评论了因果性、条件vsound<cv_{sound} < c和有效控制平衡星的EOS的条件dp/dϵ<1dp/d\epsilon < 1之间的关系。

关键词

引用

@article{arxiv.1701.03797,
  title  = {Upper limit set by causality on the tidal deformability of a neutron star},
  author = {Eric D. Van Oeveren and John L. Friedman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1701.03797},
  year   = {2017}
}

备注

24 pages, 10 figures. Updated to more closely reflect published version