Quasiequilibrium black hole-neutron star binaries in general relativity
在广义相对论中构造了黑洞-中子星双星的准平衡序列.我们解决爱因斯坦的约束方程的共形薄三明治形式主义，受黑洞边界条件施加在表面上的切除球，连同相对论方程的流体静力平衡。与我们以前的计算相反，我们采用了平坦的空间背景几何形状，并且没有假设极端的质量比。我们采用Gamma=2的多方状态方程，并重点研究无旋中子星构型以及近似无旋的黑洞。本文给出了黑洞的不可约质量与中子星的ADM质量之比的数值结果，其中M_{irr} ^{BH}/ M_{ADM,0} ^{NS} = 1，2，3，5和10。我们考虑了重子静止质量M_B^{NS}/M_B^{max} = 83%和56%的中子星，其中M_B^{max}是我们的状态方程所允许的孤立球形星的最大静止质量。对于这些序列，我们找到了潮汐破裂的开始，并在足够大的质量比和中子星压缩的情况下，最里面的稳定的圆形轨道。我们与以前的黑洞-中子星双星的结果进行了比较，发现与三阶后牛顿结果非常吻合，特别是对于大的双星分离。我们还使用我们的结果来估计这些双星的inspiral阶段期间发出的传出的引力辐射的能谱。
2007-10-24 astro-ph gr-qc
New code for quasiequilibrium initial data of binary neutron stars: Corotating, irrotational and slowly spinning systems
我们提出了我们的\cocal ~-紧凑对象计算程序的扩展，以计算一般的相对论性的初始数据的二进制紧凑星系统。特别是，我们构造准平衡的初始数据，自旋是对齐或反对对齐的轨道角动量的等质量的二进制文件。采用Isenberg-Wilson-Mathews形式，并使用适当选择的格林函数的表示公式求解约束方程。我们验证了新的代码与解决方案的等质量的二进制文件，并探讨其能力的广泛的紧凑性，从白矮星二进制紧凑性$\sim 10^{-4}$，高度相对论性的中子星二进制紧凑性$\sim 0.22$。我们还提出了一个比较与共转和无旋拟平衡序列的频谱代码\lorene [Taniguchi和Gourgoulhon，物理修订D { \bf 66}，104019（2002）]和不同的紧凑性，表明从两个代码的结果同意的顺序的$0.05\%$的精度。最后，我们提出了平衡的自旋配置与核物理状态方程中的分段多方表示。
2015-06-03 gr-qc
Evolutions of Nearly Maximally Spinning Black Hole Binaries Using the Moving Puncture Approach
我们证明了基于移动穿刺形式主义的数值相对论代码能够进化出几乎最大限度地旋转的黑洞二进制文件。我们比较了一个新的进化的等质量，对齐自旋二进制与无量纲自旋chi=0.99使用基于穿刺的数据与最近的模拟SXS合作。我们发现我们的新波形与SXS协作发布的结果的重叠大于0.999。为了生成我们的新波形，我们使用了最近引入的HiSpID穿刺数据，CCZ4进化系统和修改后的失效条件，有助于保持视界半径相当大。
2017-08-08 astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Models of Binary Neutron Stars in Quasiequilibrium
我们进行完全相对论计算的双中子星在共转，圆形轨道。虽然牛顿引力允许严格的平衡，但相对论性双星系统会发出引力辐射，导致系统失去能量并缓慢地向内螺旋。然而，由于螺旋上升发生的时间尺度比轨道周期长得多，我们可以将双星视为处于准平衡状态。在这种近似下，我们将爱因斯坦方程的一个子集耦合到流体静力平衡的相对论方程，以解决任意分离的二进制的初值问题。采用多方状态方程计算了多方指数n= 1，1.5和2时密近双星中中子星的结构和最大质量。我们构建序列的恒定静止质量和定位沿能量平衡曲线的转折点，以确定轨道不稳定性的发病。特别地，我们定位了最内层稳定圆轨道（ISCO）及其角速度。我们构造了完全广义相对论下的第一个接触双星系统。当物态方程足够软>= 1.5时，就会出现这种情况。径向稳定性分析表明，在合并之前，密近双星中的中子星没有坍缩成黑洞的趋势。
1997-09-11 astro-ph gr-qc
Reducing orbital eccentricity in initial data of black hole--neutron star binaries in the puncture framework
本文发展了一种在穿刺框架下计算黑洞-中子星双星低偏心率初始数据的方法，扩展了前人对其它类型致密双星的研究。除了调整双星的轨道角速度外，还通过修改用于推导流体静止平衡方程的螺旋Killing矢量来引入中子星的接近速度。接近速度的黑洞，然后诱导通过要求消失的总线性动量的系统，不同的情况下，二元黑洞的穿刺框架中的每个黑洞的线性动量是明确规定的。我们成功地降低轨道偏心率~0.001通过修改参数迭代使用模拟的~3轨道的非旋进和旋进的配置。我们发现，在切除框架中导出的双黑洞的经验公式不减少轨道偏心率~0.001黑洞-中子星双星的穿刺框架中，虽然他们的工作的双中子星。
2021-01-06 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic black hole-neutron star binaries in quasiequilibrium: effects of the black hole excision boundary condition
通过共形薄三明治分解求解Einstein约束方程和相对论流体定常平衡方程，构造了黑洞-中子星双星系统的新模型.我们采用最大切片，假设空间共形平坦，并在切除表面上施加平衡边界条件（即，视视界）来模拟黑洞。在我们以前的处理中，我们采用了一个“领先的顺序”近似的参数有关的黑洞自旋在这些边界条件，以建设约nonspinning黑洞。在这里，我们通过计算黑洞的准定域自旋角动量并将其设置为零来改进模型。与前面一样，我们采用多方状态方程，绝热指数γ =2，并假设中子星是无旋的。除了重新计算几个序列与我们以前的结果进行比较，我们研究了更广泛的中子星质量和二进制质量比。为了找到最里面的稳定的圆形轨道，我们搜索的转折点沿结合能和总角动量曲线为这些序列。与我们之前的近似边界条件不同，这两个最小值现在重合。我们还确定了尖点的形成在中子星表面，表明潮汐中断的开始。比较这两个关键的二元分离不同的质量比和中子星压缩，我们区分这些地区，将导致一个潮汐中断的中子星从那些将导致陷入黑洞的中子星或多或少完好无损，虽然由潮汐力扭曲。
2008-02-01 astro-ph gr-qc
Black hole-neutron star binaries in general relativity: effects of neutron star spin
我们提出了广义相对论，准平衡黑洞-中子星双星的新序列。我们解决了引力场的共形薄三明治分解的爱因斯坦场方程，耦合到相对论流体静力平衡方程的理想流体。我们通过在史瓦西黑洞的背景度规中求解这些方程来解释黑洞，史瓦西黑洞的质量比中子星的质量大得多。背景度量在Kerr-Schild以及各向同性坐标中处理。对于中子星，我们假设多方状态方程的绝热指数γ =2，并求解无旋和共旋组态。通过比较相同背景度规下的无旋位形和同步位形的结果，我们得出旋转对潮汐破裂位置的影响仅为百分之几的量级。背景中的不同选择也导致了几个百分点的差异，这可能是这些配置近似准平衡的水平的指示。
2007-10-24 astro-ph gr-qc
Quasiequilibrium sequences of synchronized and irrotational binary neutron stars in general relativity. II. Newtonian limits
研究了在牛顿引力作用下全同多变星组成的密近双星系统的平衡序列。求解方法是我们最近发展起来的多域谱方法。本文对刚性状态方程二元系统的精确计算方法（$γ> 2$）作了改进。对绝热指数为$γ=3,~2.5,~2.25,~2$和1.8的同步和无旋双星系统进行了计算。发现沿等质量序列的总能量转折点只出现在同步双星系统的$γ\ge 1.8$和无旋双星系统的$γ\ge 2.3$中。在同步的情况下，平衡序列终止于两颗恒星之间的接触。另一方面，对于无旋双星，发现序列终止于对应于分离构型的质量脱落极限。
2001-06-12 astro-ph gr-qc
Evolution of near-extremal-spin black holes using the moving puncture technique
我们提出了一种新的径向坐标来表示Kerr度量的穿刺形式。与前面介绍的准径向坐标不同，在极端克尔极限a/M -> 1下，视界半径在我们的径向坐标中保持有限。这大大提高了自旋接近极端克尔极限的黑洞演化的准确性。我们能够准确地发展静止和助推黑洞与自旋高达a/M=0.99使用初始数据构建在这些新的穿刺坐标。利用我们提出的新的背景共形度量的穿刺度量，可以构造具有快速旋转黑洞的致密双星的初始数据。我们对单个黑洞的模拟表明，这样的初始数据可以通过移动穿刺技术成功地进化。
2010-01-22 astro-ph.HE gr-qc
Circular orbits and spin in black-hole initial data
构建黑洞双星的初始数据通常涉及到自由参数的选择，这些参数定义了黑洞的自旋和轨道的离心率。必须仔细选择这些参数，以产生具有所需物理特性的初始数据。在本文中，我们将详细研究这些选择的准平衡方法耦合到视水平/准平衡边界条件。首先，我们比较了两个独立的标准选择的轨道频率，“科马尔质量条件”和“有效势方法”，并找到了很好的协议。其次，我们实施准本地措施的旋转的个别孔，校准这些与共转二进制，并重新审视非旋转黑洞二进制的建设。高阶的影响，超出了那些考虑在早期的工作，原来是重要的。如果没有这些，假定不旋转的黑洞就有相当可观的准定域自旋;此外，只有在考虑这些高阶效应时，科马尔质量条件和有效势方法才是一致的。计算了非自旋黑洞双星的一个新的准圆轨道序列，并确定了该序列的最内层稳定圆轨道。
2006-09-01 gr-qc
Puncture Initial Data for Black-Hole Binaries with High Spins and High Boosts
我们在穿刺形式下求解了两个具有近极值自旋和相对论性增强的黑洞的广义相对论的哈密顿量和动量约束。我们使用一个非共形平坦的anadrons与衰减叠加的两个洛伦兹提升，共形克尔或共形史瓦西3度量和相应的外在曲率。我们比较这些数据的演变与标准的Bowen-York共形平坦的Ancor（技术上限于固有的自旋$χ=S/M^2_{\text{ADM}}=0.928$和助推$P/M_{\text{ADM}}=0.897$），发现，通常，一个数量级较小的虚假辐射和协议的爆发螺旋和合并。作为第一个案例研究，我们从静止演化出两个等质量黑洞，初始分离为$d=12M$和自旋$χ_i=S_i/m_i^2=0.99$，计算了碰撞产生的波形，辐射的能量和角动量，以及最终残余黑洞的反冲.我们发现，黑洞的轨道曲线在近距离，导致辐射的角动量。我们还研究了轨道非自旋和中等自旋黑洞二进制和标准的Bowen-York数据进行比较。我们发现，非物理的初始辐射脉冲的大幅减少，导致更干净的波形。最后，我们研究的情况下，轨道的二元黑洞系统的自旋大小$χ_i=0.95$在对齐的配置和比较波形和最终的残留结果与SXS合作，发现非常好的协议。这代表了第一个运动的穿刺演变的轨道和旋转的黑洞超过鲍文约克限制。最后，为了提高模拟的精度和效率，我们研究了移动穿刺方法中初始时滞和时滞演化方程的不同选择。
2017-01-11 gr-qc
Numerical Models of Spin-Orbital Coupling in Neutron Star Binaries
本文提出了一种新的数值格式，用于求解任意自旋准平衡双中子星的初值问题。我们构造了一系列不同间距的圆轨道双星，保持每个序列的静止质量和环流不变。恒星的自旋角频率沿序列变化，这一结果可以在PPN极限下解析得出。这种自旋效应，除了在双星内旋期间发出的引力波形上留下印记外，如果其中一颗恒星是从地球上可见的脉冲星，则可以在电磁信号中测量。
2004-01-26 astro-ph gr-qc
Revised Relativistic Hydrodynamical Model for Neutron-Star Binaries
我们报告的数值结果，从一个修订的流体动力学模拟的双中子星轨道附近合并。我们发现，最近确定的修正弗拉纳根显着减少，但不消除中子星压缩效应。虽然修正后的模拟结果表明，对于给定的总轨道角动量，压缩减小了，但最内侧最稳定的圆形轨道移动到更近的分离距离。在这些较近的轨道上，对于足够软的EOS来说，在合并之前仍然可能有显著的压缩甚至坍缩。在校正的模拟减少压缩是一致的，与其他最近的研究刚性无旋双星在准平衡，其中的压缩效果被观察到是小的。这种修正的另一个重要影响是，推导出的双星轨道频率现在与后牛顿理论的预期更加一致。
1999-11-11 gr-qc
Conformally curved initial data for charged, spinning black hole binaries on arbitrary orbits
提出了一种构造任意轨道上自旋带电黑洞双星共形弯曲初始数据的方法。我们推广了叠加的Kerr-Schild，扩展的共形薄夹层结构[Lovelace et al.，Phys. Rev. D {78}，084017（2008）]，以使用叠加黑洞的Kerr-Newman度量并求解电磁约束方程。我们在伪谱代码SGRID中实现了该构造。因此，与使用穿刺方法构建的现有带电黑洞初始数据相比，该代码提供了一种互补且完全独立的基于切除的构造[Bozzola and Paschaldom，Phys. Rev. D {99}，104044（2019）]。它还提供了Lovelace等人的真空构造的独立实现（有一些小的变化）。我们为不同构型的轨道双星构造初始数据，例如，对于高度带电或快速旋转的黑洞（对于这个初始测试，分别为极值的90%和80%，尽管代码应该能够使用更高的分辨率产生具有这些参数的更高值的数据），以及对于一般旋转的带电黑洞。我们进行了探索性的演化与有限差分，移动穿刺代码BAM（在真空的情况下）和HAD（头上的碰撞，包括收费），填充内切除表面。在带电的情况下，这些初始数据的演变提供了一个代理的二元黑洞波形在修改后的引力理论。此外，将这种结构推广到爱因斯坦-麦克斯韦-爱因斯坦理论应该是简单的。
2022-02-24 astro-ph.HE gr-qc
Properties of general relativistic, irrotational binary neutron stars in close quasiequilibrium orbits : Polytropic equations of state
本文在广义相对论框架下研究了近距离中子星的准平衡态。我们假定中子星的空间度规和无旋速度场是共形平坦的。我们采用多方状态方程。计算了多方指数n（=0.5，0.66667，0.8，1，1.25）和中子星M/R（=0.03 - 0.3）的紧致度。本文的研究结果如下。(i)无旋双星的序列总是终止于最内侧的轨道，在那里，一个尖点（内拉格朗日点）出现在恒星表面的内边缘。当n=0.5时，具有尖点的双星是动态不稳定的，而当n > 0.8时，无论M/R < 0.2都是稳定的。对于n=0.66667，稳定性随M/R而变化。(ii)最内层轨道上的引力波频率在800到1500赫兹之间，而实际的致密度为0.14 < M/R < 0.2。(iii)n=0.5时的ISCO似乎由M/R < 0.2时的流体动力学不稳定性决定。推导出了轨道角速度与紧度之间关系的拟合公式。（iv）双星系统中中子星的最大密度随轨道间距的减小而略有减小，因此它们在反旋过程中是稳定的。(v)当M/R > 0.13时，q = J_tot/M_ADM^2在最内层轨道上总是小于1，这表明实际双星中子星在合并前满足形成黑洞的必要条件（q<1）. (vi)在最内层轨道的无旋双星中子星中，任何质量元素的特定角动量似乎都太小，无法在合并后形成的黑洞周围形成圆盘。
2000-08-16 astro-ph gr-qc
Binary Black Hole Coalescence in Semi-Analytic Puncture Evolution
用一种新的方法半解析地研究了双黑洞合并问题。我们的处方采用了保守的骨架哈密顿量，描述了轨道布里-林德奎斯特虫洞（在数值相对论中称为穿孔）在无波截断的爱因斯坦场方程[G. Faye，P. Jaranowski和G. D { \bf 69}，124029（2004）]。在Burke-Thorne规范结构中，我们以透明的Hamilton方式，借助准圆轨道上致密双星的3.5PN精确角动量通量，将引力辐射反应的影响纳入到上述骨架动力学中，得到了一个半解析的黑洞双星合并模型的穿刺演化.利用3.5PN阶TaylorT 4近似，我们对等质量双黑洞的引力波相位演化与数值相对论中的方法进行了{ \it一阶}比较.这种比较表明，修改后的伊顿反应动力学，采用灵活的参数，将需要防止我们的计划和数值相对论之间的失相，类似于在有效的一体化方法所追求的。我们还提供了一个粗略的估计引力波形与二进制黑洞合并的方法。
2008-03-16 gr-qc
Towards a Realistic Neutron Star Binary Inspiral
基于共形平坦性和准平衡假设的广义相对论方法在研究螺旋动力学和为完全广义相对论数值模拟聚并致密双星提供初始数据方面发挥了重要作用。然而，这一方法的有效性制度从未确立。为此，我们开发了一个分析，确定违反CFQE近似的演化的二进制描述的完整的爱因斯坦理论。通过这种分析，我们表明，CFQE假设是显着违反，即使在相对较大的轨道间距的情况下，共转中子星双星。我们还证明了用CFQE方法确定的同转中子星双星的最内层稳定圆轨道（ISCO）可能没有天体物理意义。
2003-01-27 astro-ph gr-qc
Geometry and Regularity of Moving Punctures
黑洞双星的数值模拟最近取得了重大进展，使用穿刺方法。我们研究如何以及为什么这种方法的工作原理，通过演变一个单一的黑洞。的坐标奇异性，因此在穿刺的几何形状被发现在进化过程中发生变化，从代表一个渐近平坦的结束，是一个圆柱体。我们构造了一个解析解的球对称的黑洞的定态匹配的数值结果，并表明，在穿刺的演变是不是由文物为主，但确实发现的分析结果。
2008-01-07 gr-qc
Where do moving punctures go?
目前最流行的演化黑洞双星的方法是“移动穿刺”方法。最近的研究表明，当使用这种方法对史瓦西黑洞的穿刺初始数据进行演化时，数值切片很快与第二个渐近平坦端失去接触，而终止于有限史瓦西坐标半径的圆柱体上。这些切片是静止的，这意味着它们的几何形状不会进一步演化。我们将描述这些结果的上下文中的最大切片，并提出时间无关的史瓦西时空的类似穿刺的数据。
2007-02-15 gr-qc
Measuring eccentricity in binary black-hole initial data
演化中的黑洞双星的初始数据可以通过许多技术构建，并且可以代表广泛的物理场景。然而，由于不同的方案参数化配置的物理方面的方式，并不总是清楚给定的初始数据集实际上代表什么。这是特别重要的quasiequilibrium数据构造使用共形薄三明治的方法。大多数初始数据研究都集中在确定代表准圆形轨道上的双星的数据集。在本文中，我们考虑的初始数据集表示等质量的黑洞二进制偏心轨道。我们将表明，有效势技术可以用来校准初始数据的黑洞双星在偏心轨道。我们还将研究几种不同的方法，包括后牛顿诊断，用于测量轨道的偏心率。最后，我们建议使用“科马尔质量差”作为一个有用的，不变的手段参数化的相对论轨道的偏心率。
2007-06-28 gr-qc
Gravitational waves from black hole-neutron star binaries I: Classification of waveforms
利用我们的新的数值相对论程序SACRA，对黑洞（BH）-中子星（NS）双星的螺旋和合并过程进行了长期模拟，重点研究了引力波形。作为初始条件，采用改进的移动穿孔方法制备了处于准平衡态的BH-NS二元系。BH采用无旋运动穿刺模型，NS采用$Γ=2$多方状态方程和无旋速度场。BH与NS的质量比$Q=M_{\rm BH}/M_{\rm NS}$在1.5和5之间的范围内选择。由${\cal C}=GM_{\rm NS}/c^2R_{\rm NS}$定义的NS的紧凑度被选择为在0.145和0.178之间。对于大的$Q$值，NS不被潮汐破坏，只是被BH吞噬，引力波的特点是螺旋，合并，和振铃波形。在这种情况下，波形定性地与BH-BH双星的波形相同。对于足够小的$Q \alt 2$值，NS可能在被BH吞噬之前被潮汐破坏。在这种情况下，合并和衰荡波形的振幅非常低，因此，引力波的特征在于螺旋波形和随后的快速衰减。合并和振铃波形的差异清楚地反映在频谱形状和"截止"频率上，在该频率以上频谱振幅急剧下降。当NS没有潮汐中断时（例如，对于Q = 5），由非对称引力波辐射引起的反冲速度与BH-BH双星合并时的反冲速度近似一致，而在发生潮汐扰动的情况下，反冲速度被显著抑制。
2012-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Binary black-hole evolutions of excision and puncture data
我们提出了一个新的数值代码开发的二元黑洞时空的演化使用不同的初始数据和演化技术。该代码被证明产生国家的最先进的模拟轨道和吸气黑洞二进制收敛波形。我们还提出了第一个详细的研究重力波形的依赖性，从三维演变的不同类型的初始数据。为了这个目的，我们比较重叠克尔-Schild，Misner和Brill-Lindquist数据在很宽的范围内的初始分离的迎面碰撞所产生的波形。
2007-10-16 gr-qc
Black hole puncture initial data with realistic gravitational wave content
我们提出了改进的后牛顿启发的初始数据的非自旋黑洞双星，适合于数值演化与穿刺。我们回顾了Tichy et al. [W.蒂希湾Bruegmann，M. Campanelli和P.Diener，Phys.Rev.D67，064008（2003）]，显式地计算剩余的积分项。这些术语提高了远区的精度，并首次在初始数据中包括了现实的引力波。我们研究了这些数据在质心和远区的行为，证明了新度量的横向无痕部分与四极近似波形的一致性。这些数据可用于数值演化，使合并波形和后牛顿inspiral波形之间的直接连接。
2007-08-02 gr-qc
Inside the Final Black Hole: Puncture and Trapped Surface Dynamics
在黑洞双星的数值模拟中，一种流行的方法是将黑洞模拟为时空结构中的穿孔。黑洞穿刺的位置和性质的跟踪与表观地平线，即最外边缘外捕获表面（MOTS）。当两个黑洞相互靠近时，一个共同的视视界突然出现，吞没了两个黑洞，发出了合并的信号。在动力学视界的框架下，详细研究了常见视视界的演化及其与引力波发射的关系。我们提出了一个MOTS的动力学和他们的穿刺在内部的最终黑洞的研究。研究的重点是各种初始分离和质量比的迎面合并。我们发现，MOTS相交的参数空间的大部分。我们表明，对于那些情况下，他们不，这是因为在研究中使用的移动穿刺规范条件的奇异性避免属性。虽然我们无法进行足够长的时间来显示穿孔的最终命运的演变，我们的研究结果表明，MOTS总是相交的，在晚些时候，它们的重叠只是部分的。因此，MOTS内的穿孔尽管彼此足够接近以有效地充当单个穿孔，但不会合并。
2020-04-24 gr-qc
Jet Launching from Binary Neutron Star Mergers: Incorporating Neutrino Transport and Magnetic Fields
我们进行广义相对论，磁流体动力学（GRMHD）模拟合并的双中子星纳入中微子运输和磁场。我们新的中微子辐射输运模型采用了广义相对论截断矩（M1）形式主义。双星系统由两颗完全相同的无旋恒星组成，由SLy核物质状态方程（EOS）模拟。它们最初在准圆轨道上，并有一个从恒星内部延伸到外部的极向磁场，就像典型的双星一样。我们插入中微子合并后不久的过程，并专注于中微子的作用，在发射喷气机后的超大质量中子星（HMNS）的残余崩溃旋转黑洞（BH）。我们对待两个微物理版本：一个（“热身”）发展一个单一的中微子物种，只考虑带电电流的过程，和其他发展的三个物种$(ν_e, \barν_e, ν_{\rm x})$和相关的过程。我们跟踪的演变，直到系统达到一个准平衡状态后BH形成。我们发现，BH +磁盘残留最终推出一个初期射流。电磁波印廷光度为$\sim 10^{53} \rm \, erg\, s^{-1}$，与典型的短伽马射线暴（sGRB）一致。中微子冷却效应缩短了HMNS的寿命，并使引力波（GW）功率谱的主峰幅度有所降低。黑洞形成后，中微子帮助清理黑洞两极附近的物质，导致周围的碎片中重子含量较低。一旦达到准平衡，中微子的光度就在$\sim 10^{52-53} \rm \,erg\,s^{-1}$范围内。与无中微子模型相比，我们观察到中微子的包含产生类似的喷出物质量，并在携带额外的角动量是低效的。
2022-05-16 astro-ph.HE gr-qc
Filling the holes: Evolving excised binary black hole initial data with puncture techniques
利用移动穿刺技术跟踪等质量黑洞的螺旋运动和合并过程，证明了当初始内部解被违反约束的“垃圾”初始数据所取代时，外部解和渐近引力波形都保持不变.我们应用这一结果来发展共形薄三明治（CTS）二进制BH初始数据填充其切除的内部任意，但光滑，初始数据和标准穿刺规格的选择与发展。穿孔和填充CTS初始数据产生的波形是非常相似的，只有轻微的差异之间的无旋和共旋CTS BH二进制文件。即使内部的解决方案似乎演变到相同的约束满足的解决方案在后期，独立的初始数据。
2007-09-27 astro-ph gr-qc
Great Impostors: Extremely Compact, Merging Binary Neutron Stars in the Mass Gap Posing as Binary Black Holes
如果单个致密伴星的质量落在所谓的$3-5\ M_\odot$的质量隙内，那么我们能区分正在合并的双黑洞和双中子星吗？对于中子星，实现这样的质量通常需要极端的紧凑性，在这项工作中，我们提出的初始数据和演化的二进制中子星最初在quasiequilibrium圆形轨道具有紧凑性$C=0.336$。它们是迄今为止构造和演化的最紧凑、非真空、准平衡的双星，包括玻色子星。所达到的紧凑性仅略小于由因果关系所强加的最大可能性$C_{\rm max}=0.355$，它要求声速小于光速。通过比较从螺旋晚期到合并和合并后阶段的引力波形，我们确定了用于区分它们的具体测量结果。在这样的致密程度下，双中子星直到合并之前都不会出现潮汐分裂，因此在共同的核心形成之前就开始了迅速的坍缩。在我们的模拟的准确性，从这两个双星的黑洞残余物表现出振铃辐射，是无法区分的扰动克尔时空。然而，它们的螺旋导致相位差的数量级$\sim 5$拉德超过$\sim 81$公里的分离（1.7轨道），而典型的中子星表现出相位差的$\geq 20$拉德。虽然$\sim 5$ rad的差可以通过当前的引力波激光干涉仪（例如，aLIGO/Virgo），单个质量和自旋的不确定性可能会阻止区分这种紧凑的大质量中子星和黑洞。
2020-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Bowen-York Type Initial Data for Binaries with Neutron Stars
介绍了一种构造含有中子星成分的双星系统初始数据的新方法。该方法是基于动量约束的Bowen-York解的二元黑洞穿刺初始数据方法的推广。与二元黑洞一样，该方法允许直接从后牛顿近似输入来设置轨道配置，并且只涉及求解哈密顿约束。以双中子星和黑洞-中子星双星在准圆轨道上的演化为例，验证了该方法的有效性。
2016-06-15 astro-ph.CO gr-qc
Dynamical Determination of the Innermost Stable Circular Orbit of Binary Neutron Stars
在完全广义相对论下，通过动力学模拟确定了中子星的最内层稳定圆轨道。不断发展的准平衡（QE）的二进制文件，开始在不同的分离，我们括号中的ISCO的位置区分稳定的圆形轨道不稳定的暴跌。我们研究伽玛=2多面体的共转和无旋等质量的二进制文件中的不同的压缩。对于共转双星，我们发现一个ISCO轨道角频率略小于通过应用转向点方法QE的初始数据确定。对于无旋双星，初始数据序列在到达转折点之前终止，但我们发现ISCO频率在终止点之前到达。我们的研究结果表明，ISCO频率随压缩，但并不强烈依赖于恒星的自旋。由于观测到的引力波信号经历了从近似周期性的"啁啾“到大约两倍于ISCO频率的爆发的转变，因此通过激光干涉仪（例如LIGO）测量其值对于确定底层恒星的某些物理性质将是重要的
2004-02-20 astro-ph gr-qc
Impact of the nuclear equation of state on the last orbits of binary neutron stars
本文基于全中子星内部的真实物态方程，计算了无旋双星中子星的准平衡序列。三个现实的核EOS的各种软和不同的微观模型的基础上，已加入了最近的现实EOS的地壳，以这种方式给三个不同的EOS的中子星内部。准平衡序列的计算是在广义相对论的Isenberg-Wilson-Mathews近似下进行的。对于所有的演化序列，最内层的稳定圆轨道（ISCO）被发现是由质量脱落极限（罗氏瓣溢出）。物态方程对最后轨道的依赖性是很重要的：对于两颗1.35 M_sol中子星，在ISCO（标志着螺旋相的结束）处的引力波频率范围为800 Hz到1200 Hz，取决于物态方程。详细的比较与3阶后牛顿的点质量双星的结果显示了一个非常好的协议，直到流体动力学效应（占主导地位的高阶函数的频率）变得重要，这发生在频率范围从500 Hz到1050 Hz，取决于EOS。
2004-10-18 astro-ph gr-qc
From mergers to collapse: scalarisation dynamics in neutron star binaries
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；University of Hamburg（汉堡大学）；Universitat de les Illes Balears（巴利阿里群岛大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）
本文首次在爱因斯坦-标量-高斯-博内特引力中研究双中子星并合的非线性演化，揭示了标量化不稳定性导致的超质量中子星残骸坍缩增强现象。
2026-02-11 gr-qc
Momentum flow in black-hole binaries: II. Numerical simulations of equal-mass, head-on mergers with antiparallel spins
从双星黑洞（BBH）模拟中提取科学的研究通常采用“散射矩阵”的观点：给定双星的初始参数，最终黑洞的参数和发射的引力波形是什么？相反，我们正在使用BBH模拟来探索弯曲时空的非线性动力学。聚焦于头上的暴跌，合并，并ringdown的BBH横向，反平行的自旋，我们探讨数值的动量流之间的孔和周围的时空。我们利用广义相对论的平坦时空中的朗道-利夫希茨场论来定义和计算视界外的场能量和场动量的密度以及视界内的能量和动量，并将每个视视界和事件视界的有效速度定义为其封闭动量与封闭质能的比值。我们发现视界的有效速度和坐标速度惊人地一致。为了研究我们的结果的规范依赖性，我们比较了物理上相似的初始数据的伪谱和移动穿刺演化;虽然谱和穿刺模拟使用不同的规范条件，我们发现我们的结果在这两种情况下非常好的协议。我们还比较了我们的模拟与后牛顿轨迹和近场能量动量。[摘要缩写;完整摘要还提到了其他结果。]
2009-07-05 gr-qc
Black Hole - Neutron Star Binary Mergers: The Imprint of Tidal Deformations and Debris
引力波干涉仪灵敏度的提高将带来对双黑洞和双中子星合并的额外探测。它也很可能增加许多黑洞-中子星双星的合并事件。区分高质量比的混合双星和双星黑洞合并可能是具有挑战性的，因为在这种情况下，中子星与黑洞合并而没有经历重大的破坏。为了研究混合二进制合并到那些行为更像二进制黑洞合并的过渡，我们提出了不同的质量比合并模拟的结果。我们展示了中子星的变形和破裂程度如何影响螺旋和合并动力学，最终黑洞的性质，由潮汐碎片的圆形化形成的吸积盘，引力波，以及应变谱和失配。计算结果还表明了将黑洞击穿的Bowen-York初始数据推广到有中子星伴星的双星的初始数据方法的有效性。
2021-09-03 astro-ph.HE gr-qc
Toward a dynamical shift condition for unequal mass black hole binary simulations
移动穿刺模拟黑洞二进制依赖于一个特定的规范的选择，导致近似固定的坐标附近的每个黑洞。转移条件的一部分是一个阻尼参数，必须适当选择稳定的演变。然而，一个恒定的阻尼参数并不能解释不等质量双星的质量差异。我们引入了一个位置相关的移位阻尼，解决这个问题。虽然坐标发生了变化，但提取的引力波变化很小。
2009-12-16 gr-qc
Accurate Evolutions of Orbiting Black-Hole Binaries Without Excision
我们提出了一个新的算法，发展轨道黑洞双星，不需要切除或共转移位。我们的算法是基于一种新的技术来处理奇异穿刺保形因子。这个系统，基于爱因斯坦方程的BSSN公式，当使用一个“预塌缩”的初始失效时，在演化的开始是非奇异的，并且保持非奇异和稳定，只要为规范做出一个好的选择。作为一个测试案例，我们使用这种技术，充分发展轨道黑洞双星附近的最内稳定圆轨道（ISCO）制度。我们显示了波形的四阶收敛，并计算了从暴跌辐射的引力能和角动量。这些结果与Lazarus方法预测的结果非常一致。
2005-11-16 astro-ph gr-qc
Gravitational waves from nonspinning black hole-neutron star binaries: dependence on equations of state
本文报道了一个黑洞-中子星双星系统的数值相对论模拟结果。我们特别关注的引力波形在合并阶段的EOSs的依赖。初始条件是在移动穿刺框架下计算的，假设黑洞是非旋转的，中子星具有无旋速度场。对于二进制的小质量比（例如，MBH/MNS = 2，其中MBH和MNS分别是黑洞和中子星的质量），中子星在被黑洞吞噬之前被潮汐破坏，而与EOS无关。特别是对于不太致密的中子星，潮汐破裂发生在更远的轨道上。潮汐扰动反映在引力波谱的截止频率上，超过该截止频率，谱振幅呈指数下降。发现引力波谱的截止频率与中子星的致密性之间存在明显的关系。这种关系也弱依赖于中子星核区的状态方程的刚度，这表明引力波形不仅反映了致密性，而且还反映了高密度状态方程。合并后形成的盘的质量显示出与EOS类似的相关性，而残留的黑洞的自旋主要取决于双星的质量比，只有微弱的EOS。分析了残余盘的性质。
2011-08-05 astro-ph.HE gr-qc
Orbital Evolution of Extreme-Mass-Ratio Black-Hole Binaries with Numerical Relativity
我们首次对质量比为100：1的黑洞双星进行了完全非线性数值模拟。我们的技术发展这种极端的质量比是基于移动穿刺方法与一个新的规范条件和最佳选择的网格细化（加上大的计算资源）。我们实现了一个收敛的结果集的模拟开始与一个小的非旋转的黑洞外面的ISCO，然后执行超过两个轨道，然后陷入100倍更大的黑洞。我们计算了辐射的引力能和动量以及最终的残余参数，并将这些量与相应的微扰估计进行比较。结果显示出非常一致。我们简要地讨论了先进的LIGO，第三代地基探测器，LISA观测和自作用力计算的模拟的相关性。
2011-07-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Beyond the Bowen-York extrinsic curvature for spinning black holes
众所周知，Bowen-York初始数据包含假辐射。虽然这种"垃圾“辐射对于圆形轨道上的非旋转黑洞双星来说很小，但当黑洞旋转时，它的大小就会增加。通过对多个克尔黑洞应用穿刺方法可以减少杂散辐射，我们以等质量黑洞双星的迎头碰撞为例进行了论证。
2006-12-02 gr-qc
Gravitational waves from spinning black hole-neutron star binaries: dependence on black hole spins and on neutron star equations of state
本文研究了黑洞（BH）-中子星（NS）双星的并合，其中BH自旋与轨道角动量成一直线或反直线，质量比在MBH/MNS = 2- 5之间，MBH和MNS分别为BH和NS的质量。我们用系统参数化的分段多方状态方程来模拟NS物质。初始条件是在穿刺框架中计算的，采用孤立层框架来估计BH自旋，并假设NS内部的流体为无旋速度场。动力学模拟是在完全广义相对论的自适应网格细化代码，SACRA。改进了流体动力学方程的处理方法和圆盘质量的估算方法。我们发现，当BH有一个中等大小的反旋时，无论质量比如何，NS都被潮汐扰动，而当BH为零或反旋时，只有质量比小于3或NS的紧致度小的双星才会引起潮汐扰动。因此，残留盘的质量大到>~ 0.1 Msun，这是短伽马射线暴的中心发动机所需要的，如果BH自旋被破坏的话。潮汐中断的信息反映在NS的紧凑性和适当定义的“截止频率”的引力波谱，在该频谱以上的指数衰减之间的明确关系。我们发现，潮汐中断的NS和激发的准正常模式的残留BH发生在一个兼容的方式在高质量比的二进制与BH自旋。在这种情况下，紧凑性和截止频率之间的相关性仍然成立。外推表明，极旋黑洞和无旋NS双星的合并不会导致超旋黑洞的形成。
2011-09-30 astro-ph.HE gr-qc
Merger of black hole-neutron star binaries: nonspinning black hole case
以准圆态为初始条件，在完全广义相对论下模拟了黑洞（BH）-中子星（NS）双星的并合过程。BH由没有自旋的移动穿刺模型化，NS由具有$Γ=2$的$Γ$定律状态方程模型化。共旋速度场假设为NS。BH的质量和NS的静止质量被选择为$\approx 3.2 M_{\odot}$和$\approx 1.4 M_{\odot}$，NS的半径相对较大$\approx 14$ km。NS在最内侧稳定轨道附近被潮汐破坏，但即使对于这样小的BH质量$\sim 3M_{\odot}$，材料的$\sim 80%$也被吞噬到具有小圆盘质量$\sim 0.3M_{\odot}$的BH中。结果表明，一个BH和一个$\sim M_{\odot}$大质量盘的系统不是由非自旋BH-NS双星形成的，尽管一个质量为$\sim 0.1M_{\odot}$的盘是一个可能的结果。
2006-12-22 gr-qc
Head-on collisions of binary white dwarf--neutron stars: Simulations in full general relativity
我们在完全广义相对论下模拟了白矮星-中子星（WDNSs）在大间距下的静止迎头碰撞。我们的研究作为一个前奏，我们的循环二进制WDNS问题的分析。我们专注于紧凑的双星，其总质量超过了最大质量的冷退化恒星可以支持，我们的目标是确定这样的系统的命运。一个完全广义相对论流体动力学计算一个现实的WDNS迎面碰撞是禁止的，由于大范围的动力学时间尺度和长度尺度的参与。为此，我们构建了一个状态方程（EOS），它捕获了NS的主要物理特征，同时，按比例缩小了WD的大小。我们称这些按比例缩小的WD模型为“伪WD（pWD）”。使用pWD，我们可以通过一系列模拟来研究这些系统，其中pWD的大小朝着现实情况逐渐增加。我们进行两组模拟;一组研究NS质量对最终结果的影响，当pWD保持固定。另一组研究当pWD质量和NS保持固定时，pWD压实对最终结果的影响。所有的模拟表明，14%-18%的初始总静止质量逃逸到无穷大。所有的残余质量仍然超过了我们的冷状态方程所能支持的最大静止质量（1.92太阳质量），但没有任何情况会导致迅速坍缩成黑洞。出现这种结果是因为最终的配置是热的。所有的情况下解决到球形，quasiequilibrium配置组成的冷NS核心包围着热地幔，类似索恩-Zytkow对象。将我们的结果外推到现实的WD压缩，我们预测，一个现实的，大规模的WDNS系统的正面碰撞的可能结果将是形成一个准平衡索恩-Zytkow-…
2011-03-03 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The Dynamical Evolution of Black Hole-Neutron Star Binaries in General Relativity: Simulations of Tidal Disruption
在广义相对论框架下计算了构成组合黑洞-中子星时空的合并黑洞-中子星双星的第一次动力学演化。我们对待度规的共形平坦近似，并假设黑洞的质量是足够大的中子星相比，使黑洞保持固定在空间中。利用球面谱方法求解器，我们求解了中子星绕史瓦西黑洞运动的场方程。使用相对论，拉格朗日，光滑粒子流体动力学（SPH）处理的问题。作为我们的初始数据，我们最近的准平衡模型同步中子星多面体产生的共形薄三明治（CTS）分解的爱因斯坦场方程的解决方案。我们能够从这些模型中构建放松SPH配置文件显示良好的协议与CTS解决方案。我们的绝热演化计算与低紧凑性的中子星表明，质量转移，当它开始时，中子星轨道仍然是最内部的稳定的圆形轨道之外，是更不稳定的比通常预测的分析形式主义。这种动力学质量损失被认为是决定双星轨道和中子星随后演变的驱动力，中子星通常在几个轨道周期内完全破裂。转移到黑洞上的大部分质量会迅速吸积;相当一部分（约30%）的质量也会向外脱落，其中一些质量会因引力而脱离束缚，并被完全从系统中弹射出去。剩下的部分在黑洞周围形成了一个吸积盘，可以为短时间的伽马射线暴提供能量。
2005-11-11 astro-ph gr-qc
Multi-Domain Spectral Method for Initial Data of Arbitrary Binaries in General Relativity
提出了一种计算广义相对论中二元系统初始数据的多域谱方法。利用自适应保角坐标，将引力源外的真空区域分成两个子域，在子域内进行场量的谱展开。如果双星的一个组成部分是一颗中子星，那么就增加了一个复盖恒星内部的子域。因此，该方法可以用来构造任意的初始数据对应的双黑洞，双中子星或混合双星。特别地，可以通过穿刺和切除技术来描述黑洞成分。第一个例子给出的二进制黑洞切除数据，满足要求的准静态框架，它结合了共形薄三明治制定的约束方程与孤立视界条件的黑洞在准平衡。这些数值解得到了非常高的精度与适度的计算工作。此外，该方法被证明是适用的，即使当倾向于限制的情况下，如大的质量比的二进制组件。
2007-09-21 gr-qc
Simulations of black-hole binaries with unequal masses or non-precessing spins: accuracy, physical properties, and comparison with post-Newtonian results
我们提出的引力波形的最后轨道和合并的黑洞-二进制（BBH）系统沿两个分支的BBH参数空间：等质量的二进制与平等的非旋进自旋，和nonspinning不等质量的二进制。波形计算从爱因斯坦方程的数值解的黑洞二进制完成之间的6和10轨道合并之前。沿等质量自旋分支，每个BH的自旋参数为$χ_i = S_i/M_i^2 \in [-0.85,0.85]$，沿不等质量分支，质量比为$q =M_2/M_1 \in [1,4]$。我们讨论了这些情况下的低偏心率穿刺初始数据的建设，最终合并BH的属性，并比较了最后8-10 GW周期高达$Mω= 0.1$的相位和振幅预测的标准后牛顿（PN）近似。在以前的研究中，我们发现，从3.5PN泰勒T4近似的相位是最准确的nonspinning二进制。对于等质量的自旋双星，3.5PN泰勒T1近似（包括自旋项，最多只有2.5PN阶）给出了最稳健的性能，但也可以以这样一种方式处理泰勒T4，即它给出了自旋$χ_i > -0.75$的最佳精度。当包括高阶振幅校正时，$(\ell=2,m=\pm2)$模式的PN振幅比NR振幅大2- 4%。
2010-11-15 gr-qc
Binary black holes on a budget: Simulations using workstations
二进制黑洞模拟传统上是非常昂贵的计算：目前的模拟是在超级计算机中进行的，涉及几十个，如果不是几百个处理器，因此系统的研究参数空间的二进制黑洞遇到似乎仍然与目前的技术禁止。在这里，我们将展示如何多层细化级别代码BAM可以用于双处理器工作站上模拟某些二进制黑洞系统。BAM基于移动穿孔方法，提供由网格中心附近的分辨率增加的框组成的网格结构。在双星的情况下，最高分辨率的盒子被放置在每个黑洞的周围，它们在它们的轨道上跟踪它们，直到最后的合并，当一组单独的水平围绕着黑洞残留物时。这在模拟旋转的黑洞时特别有用，因为引力场梯度更大。我们模拟了具有等质量黑洞的双星，这些黑洞的自旋平行于双星轴，内禀星等为S/m^2= 0.75。我们的结果相比，有利的是，以前的模拟这个特定的系统。我们表明，移动穿孔方法产生稳定的模拟在最大空间分辨率高达M/160和持续时间高达相当于20个轨道周期。
2007-05-20 gr-qc
Towards a Realistic Neutron Star Binary Inspiral: Initial Data and Multiple Orbit Evolution in Full General Relativity
本文报道了我们在广义相对论中模拟真实天体物理中子星双星的工作。我们分析在什么条件下的共形平坦准平衡（CFQE）的方法可以产生“天体物理相关”的初始数据，通过开发一个分析，确定违反CFQE近似的演化的二进制描述的完整的爱因斯坦理论。我们发现，CFQE的假设显着违反爱因斯坦场方程共转中子星的轨道分离的近两倍，最内层的稳定圆轨道（ISCO）分离，从而质疑的天体物理相关性的ISCO确定的CFQE方法。考虑到需要在大轨道间隔下开始数值模拟，我们推动了二元中子星系统的完整爱因斯坦方程的稳定和长期积分。我们证明了我们的数值处理的稳定性，并分析了严格的要求，精确模拟系统的分辨率和计算域的大小。
2003-12-04 astro-ph gr-qc
Compact binary evolutions with the Z4c formulation
比较了用Z4c和BSSNOK公式对致密双星的数值相对论模拟。Z4c公式在所考虑的每种情况下都是有利的。在非真空时空的模拟中，由于截断误差而导致的约束违反在Z4c演化中要低一到三个数量级。改进也被发现在计算的重力辐射的精度。对于等质量无旋双星中子星演化，我们发现波形的相位和振幅的绝对误差可以小四倍。的Z4c数值数据的质量也证明了一个非常准确的计算ADM质量从表面积分。对于等质量非自旋二进制穿刺黑洞演化，我们发现，波形的相位和振幅的绝对误差可以达到一个小的因素。在相同的演变，我们发现，远离穿刺的哈密顿约束违反减少了一个和两个数量级之间。此外，效用的引力辐射控制，约束保持边界条件的Z4c制定证明。包含单个致密物体的时空的演化证实了球对称的早期结果。边界条件避免了在高分辨率运行中存在的虚假和非收敛效应，其中任一制剂具有更简单的边界处理。结果表明，Z4c比BSSNOK更适合于带穿刺规的3+1爱因斯坦方程的数值解.
2012-12-12 gr-qc
Merger of black hole-neutron star binaries in full general relativity
本文给出了我们在完全广义相对论下以准圆态为初始条件模拟黑洞中子星双星并合的最新结果。BH由无自旋的移动穿刺模型化，NS由$Γ$ -定律状态方程建模，$Γ=2$和共转速度场作为第一步。BH的质量选择为$\approx 3.2 M_{\odot}$或$4.0M_{\odot}$，NS $\approx 1.4 M_{\odot}$的静止质量具有相对较大的NS $\approx 13$半径--14 km。NS在最内侧的稳定轨道附近被潮汐破坏，但$\sim 80$ --90%的物质被BH吞噬，即使对于小BH质量$\sim 3.2M_{\odot}$，产生的盘质量也不像$\sim 0.3M_{\odot}$那么大。结果表明，无论BH质量如何，BH和$\sim M_{\odot}$大质量盘的系统都不是由非自旋的BH-NS双星形成的，尽管对于这个相对较小的BH质量范围，质量为$\sim 0.1M_{\odot}$的盘是可能的结果，如$\sim 3$ -4 $M_{\odot}$。我们的研究结果表明，低质量BH和NS的合并可能形成一个中心引擎的短伽玛射线暴。
2006-11-17 astro-ph gr-qc
Extra-Large Remnant Recoil Velocities and Spins from Near-Extremal-Bowen-York-Spin Black-Hole Binaries
我们演化出等质量、等自旋的黑洞双星，其特定自旋为a/mH 0.925，是迄今为止模拟的最高自旋，几乎是鲍文-约克黑洞的最大可能自旋，在一组自旋反向对齐并指向轨道平面的配置中，这使合并残余物的反冲速度最大化，以及其中两个自旋指向与轨道角动量相同的方向的配置，这使得轨道悬挂效应和剩余自旋最大化。在这些情况下，各个视层位的坐标半径非常小，并且模拟需要非常高的中心分辨率（h ~ M/320）。我们发现，这些高度旋转的洞达到最大反冲速度~3300公里/秒（迄今为止最大的模拟），并为挂起配置，剩余自旋的a/mH 0.922。这些结果与我们以前的预测一致的最大反冲速度~4000公里/秒和残余自旋;后者加强了宇宙审查制度不违反合并高自旋黑洞双星的预测。我们还数值求解了一个最大Bowen-York自旋黑洞的初始数据，并对其进行了演化，证实了3度规在穿刺处具有O（1/r^2）的奇异性，而不是通常在非最大自旋情况下看到的O（1/r^4）的奇异性。
2008-07-17 astro-ph gr-qc
High-spin binary black hole mergers
我们研究自旋垂直于双星轨道平面的质量相同的黑洞双星。这些二进制文件具有范围从$s/m^2=-0.90$到0.90（在所有情况下为$s_1 = s_2$）的单个自旋，这接近标准Bowen-York穿刺初始数据可能的极限。极端情况对应于迄今为止最大的初始尾旋模拟。我们的结果扩展了Rezzolla { \it et al.}结合这两个数据集，我们分别得到了$J/M^2=0.341 \pm 0.004$和$0.951 \pm 0.004$的双星黑洞合并残余的内禀角动量的最小值和最大值的估计.然而，请注意，这些值是通过外推到奇异情况$|s_1| = |s_2| = 1$而得到的，因此在全面的数值模拟提供确认之前，这些值仍保持为{ \it估计值}。
2008-02-22 gr-qc
General relativistic simulations of magnetized binary neutron star mergers
双星中子星（NSNS）预计是地面激光干涉仪可观测到的引力波的主要来源之一，也可能是短硬伽马射线暴的前身。我们提出了一系列的广义相对论NSNS合并模拟非磁化和磁化的恒星。我们采用准平衡初始数据的圆形，无旋二进制共形薄三明治（CTS）框架中构建的。我们采用BSSN制定发展的度量和高分辨率的冲击捕获计划来处理磁流体力学。我们对未磁化双星的模拟证实了柴田、谷口和宇留（2003）的结果。在合并导致迅速坍缩成黑洞的情况下，我们能够使用穿刺规范条件来扩展演化并确定形成盘的材料的质量。我们发现，磁盘的质量是小于2%的总质量在所有的情况下研究。然后，我们添加一个小的极向磁场的初始配置和研究随后的演变。对于残骸是超大质量中子星的情况，我们看到合并后引力波形的振幅和相位都有可测量的差异。对于残骸是一个被圆盘包围的黑洞的情况，圆盘的质量和引力波形与未磁化的情况大致相同。磁场对超大质量中子星的长期、长期演化（驱动“延迟衰变”）和新生黑洞周围的吸积盘有重大影响。
2008-07-10 astro-ph gr-qc
Intermediate-mass-ratio black hole binaries: intertwining numerical and perturbative techniques
我们详细描述了完整的数值和微扰技术来计算引力辐射从中等质量比黑洞双星inspirals和合并。我们对质量比q=1/10和q=1/15的非自旋黑洞进行了一系列完整的数值模拟，采用不同的初始距离和不同的有限差分分辨率。为了执行这些完整的数值运行，我们调整了移动穿孔方法的规范，其中具有用于移位的可变阻尼项。我们还推导出一个外推（到无限半径）公式的波形提取在有限半径。对于微扰演化，我们使用完整的数值轨道，转化为史瓦西规范，在Regge-Wheller-Zerilli Schwarzschild微扰形式主义的源项。然后，我们扩展了这种微扰形式主义，考虑到小的内在自旋的大黑洞，并验证它通过计算准正规模式的频率，我们发现很好的协议自旋|a/M| <0.3。当比较完整的数值波形和微扰波形时，包括最后的自旋改善了重叠函数，对于前导（l，m）=（2，2）和（3，3）模式达到99.5%，对于q=1/10情况下的非前导（2，1）模式达到98.3%，其中包括合并前的8个轨道。对于q=1/15的情况下，我们得到的重叠近99.7%的所有三个模式。我们讨论了建模的充分inspiral和合并的基础上结合匹配后牛顿，全数值，测地线轨迹。
2010-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Adapted gauge to small mass ratio binary black hole evolutions
我们探讨的好处，自适应规范的小质量比的二元黑洞演化的移动穿刺制定。我们找到了近似于间隔和偏移的后期行为的表达式$(α_0,β_0)$，并将它们用作其演变的初始值。我们还使用的位置和黑洞质量相关的阻尼项，$η[\vec{x}_1(t),\vec{x}_2(t),m_1,m_2]$，在移动的演变，而不是一个常数或保形因子依赖的选择。我们发现，这大大减少了数值积分开始时的噪声产生，并使两个黑洞周围的数值网格保持稳定，从而允许在较低分辨率下获得更高的精度。我们测试我们的选择，这个规范的详细情况下，一个案例研究的二进制与7：1的质量比，然后使用15：1和32：1的二进制的收敛性研究。最后，我们将我们的新规范应用到64：1的二元和128：1的二元，以很好地覆盖可比的和小的质量比制度。
2021-03-16 astro-ph.HE gr-qc
Foundations of multiple black hole evolutions
我们提出的技术，长期，稳定，准确的多黑洞时空的演变，使用“移动穿刺”的方法与四阶和八阶有限差分stenomaries。我们利用这些技术研究了一个由第三个黑洞接近一个准圆形黑洞双星组成的等级系统中三个黑洞的结构，发现根据双星的大小，所产生的相遇可能导致所有三个黑洞的迅速合并，产生一个高度椭圆的双星（第三个黑洞保持未束缚），或者双星系统的破坏（导致三个自由的黑洞）。我们还分析了经典的Burrau三体问题，使用完整的数值演化。在这两种情况下，我们发现行为明显不同于牛顿的预测，这对N体黑洞模拟具有重要意义。对于我们的模拟，我们使用解析近似数据。我们发现，第八阶stenerance显着减少我们选择的网格大小的数值误差，近似的初始数据产生预期的波形（重新缩放后的穿刺群众）的黑洞二进制与适度的初始分离。
2008-03-03 astro-ph gr-qc
