Comparing Gravitational Waveform Extrapolation to Cauchy-Characteristic Extraction in Binary Black Hole Simulations
我们提取的引力波形的数值模拟计算的黑洞二进制使用频谱爱因斯坦代码。我们比较了两种提取方法：直接建设的纽曼-彭罗斯（NP）标量$Ψ_4$在一个有限的距离从源和柯西特征提取（CCE）。直接NP方法比CCE简单，但NP波形可能受到近区效应的污染-除非在距离源几个距离处提取波并外推到无穷远。即使这样，产生的波形原则上也会受到规范效应的影响。相比之下，CCE通过构造直接提供在未来零无限处的规范不变波形。我们通过使用两种不同的规范条件运行相同的物理模拟来验证CCE的规范不变性。我们发现，这两个规范条件产生相同的CCE波形，但外推的$Ψ_4$波形的差异。我们检查数据从几个不同的二进制配置和测量的主要来源的误差外推- $Ψ_4$和CCE波形。在某些情况下，我们发现外推到无穷大的NP波形与相应的CCE波形在估计的误差条内一致。然而，我们发现，在其他情况下，外推和CCE波形不一致，最明显的是$m=0$“记忆”模式。
2013-09-13 gr-qc
GW170817: The energy extraction process of the off-axis relativistic outflow and the constraint on the equation of state of neutron stars
最近通过对GW 170817/GRB 170817 A后的多波长辐射数据的模拟发现，这一历史性的双中子星合并事件产生了一个离轴的高能相对论外流分量。在这项工作中，我们使用这些建模的结果来检查中央引擎的能量提取过程。我们表明，磁过程（即，Blandford-Znajek机制）是有利的，而中微子过程通常需要一个太大的吸积盘，如果中央引擎活动的持续时间与观测到的GRB 170817 A的$T_{90}$相当，除非中央引擎活动的时间尺度小于$\sim$ 0.2秒。我们认为GRB观测有助于约束组合潮汐参数$\tildeΛ$，并采用BZ机制估计的吸积盘质量分布，推断GW 170817的前身星$\tildeΛ$的$90\%$可信区间为$309-954$ .
2019-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Covariant and Gauge-invariant Metric-based Gravitational-waves Extraction in Numerical Relativity
本文提出一种无需Schwarzschild坐标假设的规范不变度量微扰引力波提取算法，经多种数值相对论场景验证，其波形质量与曲率提取相当，并能识别系统误差，奇宇称下Schwarzschild假设可减小规范效应。
2025-08-05 gr-qc
A post-Newtonian diagnosis of quasiequilibrium configurations of neutron star-neutron star and neutron star-black hole binaries
我们使用后牛顿诊断工具来检验数值生成的非自旋双中子星和中子星-黑洞双星系统的准平衡初始数据集。PN方程包括潮汐相互作用的影响，由中子星的紧凑性和适当的“拱点”常数值来参数化，拱点常数测量恒星受到潮汐力的扭曲程度。我们发现，后牛顿诊断同意与双中子星的初始数据，通常超过百分之零点五，除非潮汐扭曲变得极端。我们表明，差异可以解释为代表小的剩余偏心率在初始轨道。在将诊断结果与中子星-黑洞双星的初步数值数据进行比较时，我们发现不太一致。
2007-09-17 astro-ph gr-qc
Perturbative Hyperboloidal Extraction of Gravitational Waves in 3+1 Numerical Relativity
本文提出微扰双曲面提取方法，将3+1数值相对论内部数据作为边界条件，在双曲面坐标下用Regge-Wheeler-Zerilli方程将引力波传播至零无穷远，在多种天体物理场景中达到与柯西特征提取相当的数据质量。
2025-09-24 astro-ph.HE gr-qc
Three-Dimensional General-Relativistic Hydrodynamic Simulations of Binary Neutron Star Coalescence and Stellar Collapse with Multipatch Grids
本文提出了一个新的三维广义相对论流体动力学演化方案，该方案能够有效地模拟恒星坍缩、孤立中子星、黑洞形成和双中子星合并等过程.我们利用一组自适应曲线线性网格（多面体）加上通量守恒的细胞为中心的自适应网格细化。这使我们能够显着扩大我们的计算域，同时仍然保持高分辨率的引力波提取区，恒星的外层，或合并中子星的质量喷射区域。流体演化与高分辨率的激波捕获有限体积计划，而时空的几何演变使用四阶有限差分。我们采用了多速率龙格-库塔时间积分方案的效率，发展的流体与二阶和时空几何与四阶积分，分别。我们验证了我们的代码的一些基准问题：旋转恒星坍缩模型，激发中子星，中子星坍缩成黑洞，和二元中子星合并。测试问题，特别是后者，极大地受益于更高的分辨率在重力波提取区，因果断开的外边界，和应用柯西特征重力波提取。我们表明，我们能够提取收敛的引力波模式（l，m）=（6，6）。这项研究铺平了道路，更现实和详细的研究紧凑的对象和恒星坍缩在全三维和大型计算域。本文讨论的多面体基础设施和网格细化和流体动力学代码的改进将作为开源爱因斯坦工具包的一部分提供。
2012-12-05 astro-ph.HE gr-qc
Tidal interaction in compact binaries: a post-Newtonian affine framework
基于后牛顿展开和仿射近似，我们发展了一种半解析方法来模拟黑洞-中子星或中子星-中子星双星合并过程中中子星的潮汐形变.我们的方程描述，在一个统一的框架内，系统的轨道演化，和中子星变形。这些都是由潮汐张量驱动的，我们将其展开为1/c^3后牛顿阶，包括自旋项。我们测试的理论框架，模拟黑洞-中子星合并的质量脱落，我们确定通过比较的形状与罗氏瓣的恒星。我们验证我们的方法通过比较我们的结果与完全相对论，数值模拟。
2012-03-19 astro-ph.SR gr-qc
Turbulent magnetic-field amplification in the first 10 milliseconds after a binary neutron star merger: comparing high-resolution and large eddy simulations
双中子星合并的发现是近年来最重要和最复杂的天体物理发现之一。这个问题的一个不清楚的方面是湍流磁场放大，最初由开尔文-亥姆霍兹不稳定性在比现在任何可达到的数值分辨率小得多的尺度上触发。在这里，我们提出的第一个十毫秒的双中子星合并的数值模拟。首先，我们详细确认如何模拟放大依赖于数值分辨率和分布在一个广泛的尺度范围内，从湍流MHD理论的预期。我们发现，最初的大规模磁场$10^{11}\,$ G内的每一个恒星被放大的残余在第一个$5$毫秒内的$10^{16}\,$ G的均方根值为我们的最高分辨率运行。然后，我们运行大涡模拟，探索亚网格尺度梯度模型的性能，已经成功地在以前的湍流箱模拟测试。我们表明，除了这个模型是特别重要的感应方程，因为它导致放大的磁场可比的高分辨率运行，但大大降低了计算成本。在最初的10毫秒内，没有明显的迹象表明存在一个有序的大尺度磁场，而这种磁场确实应该通过磁绕组和磁旋转不稳定性在更长的时间尺度内出现。
2020-09-14 astro-ph.HE gr-qc
Uncertainty limits on neutron star radius measurements with gravitational waves
即将到来的观测活动与改进的探测器将产生大量的引力波检测从中子星双螺旋。罕见的响亮的信号与众多的中等强度的信号一起承诺严格限制中子星物质的性质，与投影半径的统计不确定性$50-200$ m与${\cal{O}}(2000)$源。鉴于这种精度，我们重新审视所有的分析假设，并确定系统误差的来源，量化它们对半径提取的影响，并讨论它们的相对重要性和减轻它们的方法。
2022-04-14 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Foreground cleaning and template-free stochastic background extraction for LISA
基于LIGO和Virgo测量的恒星起源黑洞和中子星合并的分辨率，预计这些探测器在达到设计灵敏度时也将观测到未分辨的随机引力波背景（SGWB）。由于LIGO和Virgo观测到的相同双星在轨道演化的早期阶段通过LISA mHz频段，因此可以预见，它们的SGWB也将被LISA以信噪比（SNR）$\sim 53$观测到。与银河系白矮星双星的随机信号不同，预计可以通过利用其每年的调制（由LISA星座的运动引起）进行减法，来自未解决的恒星起源黑洞和中子星双星的背景作为宇宙学或天体物理学起源的其他随机信号的前景，这也可能存在于LISA波段。在这里，我们采用主成分分析来建模并提取LISA频段中的额外假设SGWB，而无需对其光谱形状进行任何先验假设。在同一时间，我们占的前景从恒星起源的黑洞和中子星的存在下，以及可能的不确定性，在LISA噪声校准。我们发现，我们的技术导致一个线性问题，因此适合于快速和可靠的SGWBs提取SNR高达10倍弱于LIGO/Virgo前景，相当独立的光谱形状。
2020-07-21 astro-ph.CO gr-qc
An Efficient Method for Fully Relativistic Simulations of Coalescing Binary Neutron Stars
两颗中子星的合并被认为是伽马射线暴、r过程元素和可探测到的引力波的来源。从这些现象的观测中提取信息需要完全的相对论模拟。不幸的是，稳定演化中子星的唯一方法需要在每个时间步长求解椭圆方程，大大增加了所需的计算资源。在本文中，我们提出了一个更简单，更有效的方法。关键在于我们如何应用数值扩散。我们进行了大量的测试，以验证该方法和我们的实现。我们还进行了一个非常粗略的模拟聚结和提取的引力波，以表明该方法是可行的，如果现实的初始数据提供。
2000-05-31 gr-qc
Magnetic fields in mixed neutron-star-plus-wormhole systems
我们考虑由强磁化的各向同性或各向异性中子流体填充的虫洞组成的混合配置。奇异物质的存在允许时空的非平凡拓扑。通过与普通磁化中子星的比较，我们澄清了非平凡拓扑的存在如何影响流体内部的磁场分布的问题。在各向异性流体的情况下，我们发现新的解决方案描述的配置，其中的流体密度的最大值从中心移动。线性稳定性分析表明，这些混合配置是不稳定的。
2015-04-09 astro-ph.SR gr-qc
Neutron Stars in Mimetic Gravity
本文对理想流体中基于拟重力的流体静力平衡方程进行了修正。在广义相对论和拟引力理论下，利用已知的不同状态方程，研究了中子星的结构性质。比较所得到的结果，我们表明，不同于广义相对论，我们可以找到适当的状态方程，支持在模拟重力的背景下观测数据。我们还发现，相对论平均场为基础的状态方程模型的结果更好地符合观测数据比非相对论模型。
2022-05-08 gr-qc hep-th
Dynamical neutron-star tides: The signature of a mode resonance
本文研究了双星旋近过程中中子星个别模式共振的特征，量化了各共振模式对有效潮汐形变的贡献，并提出一种新的闭式近似准确表示共振解，助力精确波形模型开发与参数提取。
2025-08-08 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
