Coherent Network Analysis of Gravitational Waves from Three-Dimensional Core-Collapse Supernova Models
利用三维（3D）流体动力学模拟的核心坍缩超新星（CCSNe）的预测，我们提出了一个相干网络分析的引力波（GW）信号的检测，重建和源定位。我们使用{ \tt RIDGE}管道进行分析，其中考虑了LIGO Hanford，LIGO Livingston，VIRGO和KAGRA的网络。通过结合GW谱图分析，我们表明，在原始波形中的几个重要的流体动力学特征坚持在重构信号的波形。谱图中的特征过剩不仅来源于先前确定的原中子星（PNS）的旋转核坍缩、反弹和随后的环落，而且还来源于PNS附近磁流体动力学喷流和非轴对称不稳定性的形成。对于在旋转核心反弹附近发射的GW信号，对于本工作中最快速旋转的3D模型，水平距离延伸到$\sim$ 18 kpc。随着旋转核的反弹，GW辐射的主要来源转移到非轴对称不稳定性。从自旋轴看，视界距离最大可达$\sim$ 40 kpc。随着最近越来越多的3D模型趋向于爆炸，我们的研究结果表明，除了由于旋转核心崩溃和反弹而引起的最佳研究GW信号之外，考虑如何从CCSNe的GW中进行科学研究的时机已经成熟。特别是由于非轴对称不稳定性和可探测性而产生的准周期信号，值得进一步研究，以阐明快速旋转CCSNe的内部工作。
2015-11-16 astro-ph.HE gr-qc
Bayesian inference from gravitational waves in fast-rotating, core-collapse supernovae
本文利用快速旋转核坍缩超新星早期反弹波形中 Δh 与 T/|W|、峰值频率与中心密度之间的比例关系，提出以双参数模板进行贝叶斯推断，从而在已知距离和倾角时从未来引力波观测中恢复原中子星性质。
2024-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Impact of Rotation on the Multimessenger Signatures of a Hadron-quark Phase Transition in Core-collapse Supernovae
研究了旋转对发生一级强子-夸克相变的核心坍缩超新星（CCSNe）多信使信号的影响。我们用\texttt{FLASH}代码从具有不同旋转速率的20-$M_\odot$祖体开始模拟CCSNe，并使用来自\textit{Bastian} 2021的RDF状态方程来规定HQPT。旋转被发现延迟的HQPT的发病和由此产生的动力学坍缩的原致密星（PCS）由于离心的支持。所有带有HQPT的型号都会经历第二次反弹冲击，从而导致成功爆炸。由于旋转而变形的扁圆PCS在第二次反弹附近产生强引力波（GW）发射，其峰值振幅比第一次反弹附近的峰值振幅大$\sim10$倍。第二次反弹激波在中微子层的爆发产生了一个亮度为几个10 $^{53}$ ~erg~s $^{-1}$的富$\barν_e$中微子爆发。在快速旋转的模型中，第二次反弹后的PCS脉动在爆发后的中微子信号中产生振荡。在最快的旋转模型与HQPT，一个明确的相关性之间的振荡GW和中微子信号后立即第二次反弹。此外，HQPT引起的崩溃导致跳跃的旋转动能与引力能（$β$）的PCS，持续GW排放可能会出现由于长期的非轴对称不稳定性的比率。
2023-01-06 astro-ph.HE gr-qc
Accretion-induced Collapse of Dark Matter-admixed Rotating White Dwarfs: Dynamics and Gravitational-wave Signals
本文对旋转白矮星与亚GeV简并费米子暗物质混合后的吸积诱导坍缩进行了二维流体动力学模拟。我们发现，DM组件将遵循崩溃的正常物质（NM）组件成为一个绑定DM核心。因此，我们证明了如何DM混合中子星可以形成通过DM混合AIC（DMAIC）的第一次，DM的动力学考虑。来自DMAIC的引力波（GW）签名显示出独特的特征。在扩散DM限制下，DM混合物间接地抑制了NM GW的反弹后光谱峰。在紧凑的DM限制，DM在银河系事件的崩溃动力学产生的GW是强大到足以被先进的LIGO检测到连续的低频（$< 1000$ Hz）的NM核心反弹后的信号。我们的研究不仅是有史以来第一次计算GW从一个崩溃的DM对象，但也提供了关键功能，以确定DM在AIC事件，通过未来的GW检测。
2023-01-15 astro-ph.HE gr-qc
The bounce hardness index of gravitational waves
提出一种基于傅里叶分析自然扩展的模态分析方法，用于搜索具频率演化且持续时间有限的信号，并发现旋近与爆发信号可由反映信号增长率的“反弹硬度”指数表征。
2010-12-06 gr-qc
Magnetar Formation from Accretion Induced Collapse of White Dwarfs
Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
通过广义相对论中微子磁流体动力学模拟，研究快速旋转磁化白矮星吸积诱导塌缩后形成的原磁星演化，揭示其旋转、磁场和热结构，以及不稳定性驱动的能量释放和抛射活动。
2026-07-01 astro-ph.HE gr-qc
Study on high-frequency quasi-periodic oscillations in rotating black bounce spacetime
本研究基于微类星体高频准周期振荡数据，利用多种模型和统计准则约束了旋转Simpson-Visser时空中的自旋与规则化参数，发现部分模型支持天体为规则或Kerr黑洞，另一部分则表明其为可穿越虫洞。
2025-01-14 gr-qc
Avoiding closed timelike curves with a collapsing rotating null dust shell
我们提出了一个理想化的引力坍缩模型，描述了一个坍缩的旋转圆柱壳的零尘埃在平坦的空间，与度规的旋转宇宙弦作为外部。我们发现，壳反弹之前，封闭的类时曲线可以形成。我们的结果还提出了弦的质量和角动量的稍微不同的定义。
2008-02-11 gr-qc
Formation of black hole and accretion disk in a massive high-entropy stellar core collapse
我们提出的第一个完全广义相对论轴对称模拟的旋转高熵恒星的核心崩溃的黑洞和吸积盘的数值结果。考虑到相关的微观物理进行模拟。初始条件为球形核，电子分数为常数（$Y_e = 0.5$），每个重子的熵为$s$ = 8 $k_B$，并叠加了角速度.在早期阶段，核心以类似的方式塌陷。然后，由于自由核子的气体压力，它经历了一个弱的反弹。由于反弹很弱，核心最终坍缩成一个黑洞。随后的演化取决于初始角速度。当自转不快时，形成几何上薄（但光学上厚）的吸积盘，在盘的内部形成激波。对于中等旋转的情况，薄的吸积盘在激波产生的热能充分积累后，最终膨胀成几何上厚的环面。此外，对流发生在环面内部。由于对流运动，中微子光度随时间变化剧烈。相反，对于快速旋转的情况下，一个几何厚环面形成后不久，黑洞形成，对流活动是弱的，由于周转模式的存在。
2011-05-24 astro-ph.HE gr-qc
Magnetically driven winds from differentially rotating neutron stars and X-ray afterglows of short gamma-ray bursts
除了是最有希望的引力波来源之一，合并中子星双星也代表了解释短伽马射线暴（SGRB）现象的主要方案。最近的观测揭示了一个大的SGRB子类，它们的X射线余辉具有大致恒定的亮度，持续$10\!-\!10^4$ s。这些特征通常被认为是由均匀旋转的磁化物体的磁自旋驱动的长寿命中央引擎的证据。我们提出了一个不同的方案，其中的中央引擎供电的X射线发射是一个差动旋转的超大质量中子星（HMNS），发射准各向同性和重子加载的风驱动的磁场，这是建立通过差动旋转。我们的模型是支持长期的，三维的，广义相对论，和理想的磁流体动力学模拟，表明这种各向同性的发射是一个非常强大的功能。对于一个给定的HMNS，一个准直组件的存在敏感地依赖于初始磁场的几何形状，而静态电磁光度仅取决于最初存储在系统中的磁能。我们表明，我们的模型是兼容的观察到的时间尺度和光度，并表示后者在一个简单的标度关系。
2014-04-10 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gravitational Wave Extraction in Simulations of Rotating Stellar Core Collapse
我们对广义相对论旋转恒星核坍缩进行了模拟，并通过多种技术计算了三个代表性模型在核反弹阶段发射的引力波（GW）。最简单的技术，四极公式（QF），估计GW的内容在时空中的质量四极张量。它仅在弱场和慢运动近似下严格有效。这是第一次，我们应用GW提取方法的核心崩溃，是完全基于曲率和有效的强辐射和高度相对论性的来源。我们采用三种提取方法计算（i）纽曼-彭罗斯（NP）标量Psi_4，（ii）Regge-Wheeler-Zerilli-Moncrief（RWZM）主函数，（iii）柯西特征提取（CCE）允许在未来的零无穷大，时空是渐近平坦的GW内容是明确定义的提取GW。后一种技术是唯一不受剩余规范和有限半径效应影响的技术。所有基于曲率的方法都存在很强的非线性漂移。我们采用固定频率积分技术作为高通波形滤波器。使用CCE结果作为基准，我们发现有限半径NP提取产生的结果在相位上几乎完全一致，但在核心反弹处的幅度相差约1-7%，这取决于模型。RWZM波形，而在一般同意的相位，包含杂散高频噪声的幅度相当的相对较弱的GW在核心崩溃发出的。我们还发现从QF获得的波形与从CCE获得的波形非常吻合。它们在相位上非常一致，但系统性地低估了峰值振幅约5-11%，这与NP结果相当，并且在与堆芯坍塌物理学相关的不确定性范围内。（节略）
2011-03-08 astro-ph.HE gr-qc
Parameter estimation from the core-bounce phase of rotating core collapse supernovae in real interferometer noise
本研究提出解析模型描述快速旋转核心坍缩超新星引力波核心反弹阶段，采用频率学派匹配滤波法在真实干涉噪声中估计参数，验证了旋转参数β与另外两个参数解耦，估计误差可达10^-2至10^-3量级。
2024-07-16 gr-qc
Observationally constraining gravitational wave emission from short gamma-ray burst remnants
对短伽马射线暴的观测表明，在瞬发之后，持续不断的能量注入，最有可能的候选者是一颗快速旋转、高度磁化的中子星的诞生。我们利用X射线观测的爆发残留物约束新生中子星的属性，包括其磁场诱导的椭圆率和各种振荡模式的饱和振幅。此外，我们通过只看X射线光变曲线来推导出这些物体的引力波发射的严格上限，表明在不久的将来使用地面引力波干涉仪（如Advanced LIGO）不太可能检测到爆发残余物。
2016-02-22 astro-ph.HE gr-qc
Explosions from Rotating Very Massive Star Collapses to Black Holes: Effects of Nuclear Burning
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学前沿交叉科学研究院）；Astronomical Institute, Graduate School of Science, Tohoku University（东北大学理学研究科天文学研究所）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙研究中心）；Department of Physics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学物理系）；Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所引力物理与量子信息中心）；Department of Physics, Toho University（东邦大学物理系）
本研究通过数值相对论模拟，探究旋转大质量恒星核心坍缩为黑洞的过程，明确核燃烧对坍缩模式、抛射物特征及铁族元素生成的影响，揭示其可产生大质量高能抛射物与铁族元素的机制。
2026-08-17 astro-ph.HE gr-qc
Generative adversarial network for stellar core-collapse gravitational waves
该研究构建了基于深度卷积生成对抗网络（DCGAN）的快速恒星核心坍缩引力波波形模拟器，经Richers等人波形目录训练后可生成具核心坍缩、反弹等关键特征的真实波形，可作为唯象模型使用。
2024-11-26 astro-ph.IM gr-qc
Fast radio bursts: the last sign of supramassive neutron stars
最近发现了几个快速射电暴，显示出明亮的、高度分散的毫秒射电脉冲。这些脉冲不会重复，也与已知的脉冲星或伽马射线暴无关。这种高色散意味着在宇宙学距离上的辐射源，因此意味着极高的射电光度，远大于脉冲星发出的单个脉冲的功率。我们认为，快速射电暴代表了超大质量旋转中子星由于磁制动而坍缩成黑洞的最终信号。中子星最初是在非旋转模型的临界质量之上，并由快速旋转支撑。由于磁制动不断降低自旋，中子星将在诞生后数千年至数百万年突然坍缩为黑洞。我们讨论了超大质量中子星的几种形成方案，并利用最近的数值广义相对论计算结果估计了可能的观测特征。当坍缩将恒星表面隐藏在事件视界之后时，磁力线将剧烈地断裂。这可以将一颗几乎普通的脉冲星变成一颗明亮的射电“闪电”：来自移动磁震的加速电子耗散了磁层的很大一部分，并产生了一个巨大的射电爆发，可以观察到z>0.7。只有百分之几的中子星需要超大质量才能解释观测到的速率。我们认为，快速射电暴可能是高红移恒星质量黑洞孤立形成的痕迹。这些爆发可能是引力波发射的电磁补充，并揭示了黑洞的新形成和演化通道，而这些通道并不被视为伽马射线暴。对这些爆发的无线电观测可以追踪整个宇宙的核心坍缩超新星率。
2014-01-21 astro-ph.HE gr-qc
Dynamical bar instability in a relativistic rotational core collapse
在共形平坦的广义相对论时空中，利用3+1流体动力学模拟研究了快速旋转相对论恒星的旋转核坍缩。我们集中我们的调查，以反弹的旋转核心坍缩，因为潜在的大部分引力波从它周围的核心反弹辐射。该恒星的动力学是从一个T/W ~ 0.16（T是旋转动能，W是平衡星的引力结合能）的差动旋转平衡星开始的，耗尽了引发坍缩的压力，并超过了动力学棒不稳定性的阈值。我们的发现是，坍缩的恒星可能会形成一个酒吧时，恒星有一个环形结构，由于在核心反弹的角动量的重新分配。另一方面，当恒星具有球状结构时，坍缩恒星会微弱地形成一个棒。我们还发现，在旋转核坍缩中，当环面被破坏时，恒星的棒状结构也被破坏了。由于环形恒星的坍缩可能形成一个棒，它可能是一个有希望的引力波源，将在先进的LIGO中被检测到。
2005-05-31 astro-ph gr-qc
Resonant amplification of multimessenger emission in rotating stellar core collapse
Universitat de València（瓦伦西亚大学）
研究发现旋转恒星核心坍缩过程中，通过共振放大机制显著增强引力波和中微子信号，为多信使天文学揭示超新星爆炸机制提供新途径。
2026-02-23 astro-ph.HE gr-qc
Quantification of the parameter estimation error from Rotating Core Collapse supernovae
Universidad de Guadalajara（瓜达拉哈拉大学）；Tecnologico de Monterrey（蒙特雷科技大学）；Embry-Riddle Aeronautical University（埃默里-里德尔航空航天大学）
本文利用解析模型模拟快速旋转核心坍缩超新星核心反弹阶段的引力波辐射，通过匹配滤波方法估计参数β（旋转动能与引力势能之比），并量化估计误差。
2026-07-08 gr-qc
3D Collapse of Rotating Stellar Iron Cores in General Relativity including Deleptonization and a Nuclear Equation of State
我们目前的结果，从第一个二维和三维模拟的广义相对论采用有限温度状态方程和近似处理的塌缩过程中的去质子化的旋转恒星铁芯的崩溃。我们比较了完全非线性和共形平坦的时空演化方法，发现共形平坦的处理是足够准确的核心坍缩超新星问题。我们重点讨论了旋转坍缩、地核反弹和早期后反弹阶段的引力波（GW）发射。我们的研究结果表明，这些阶段的GW签名比以前估计的更通用。此外，我们跟踪的增长占主导地位的m = 1字符的非轴对称不稳定性，在我们的模型之一，导致延长窄带GW发射在~930 Hz超过几十毫秒。
2007-05-01 astro-ph gr-qc
Short-duration gamma-ray bursts from Kerr-Newman black hole mergers
本研究探讨带电旋转黑洞并合产生短时标伽马射线暴的机制，发现磁化主导吸积时事件更具能量且超短时标，其特征结果与引力波关联电磁对应体事件吻合，为磁化盘主导的能量提取吸积事件提供新见解。
2024-11-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Measuring the Angular Momentum Distribution in Core-Collapse Supernova Progenitors with Gravitational Waves
晚期坍缩、地核反弹和旋转地核坍缩的早期反弹后阶段导致了特征性的引力波（GW）信号。信号的精确形状取决于引力、旋转、核物质状态方程（EOS）和坍缩过程中电子俘获的相互作用。我们探索的依赖性信号的总角动量和它的分布在祖核心的一个大型的轴对称广义相对论核心崩溃模拟，在其中我们改变了初始角动量分布的核心。我们的模拟包括一个微物理有限温度状态方程，近似的电子捕获处理过程中崩溃，和中微子泄漏的postbounce演化计划。我们发现，角动量的精确分布是相关的，只有非常快速旋转的核心与T/ |W| >~8%的反弹。我们构建了一个数字模板库，从我们的基线模拟集，并进行额外的模拟，以产生试验波形注入到模拟先进的LIGO噪声在基准星系距离为10千秒差距。使用匹配滤波，我们表明，对于一个最佳取向的源和高斯噪声，先进的先进LIGO可以测量的总角动量在~ 20%，快速旋转的核心。对于大多数波形，我们的匹配滤波分析和替代贝叶斯模型选择方法正确推断出最近的已知程度的预塌陷差分旋转。我们测试我们的结果的鲁棒性对系统的不确定性注入波形模拟使用不同的EOS和变化的电子分数在内核。这些测试的结果表明，这些不确定性显着降低的准确性，总的角动量和它的崩溃前的分布可以从观测推断。
2013-11-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Generic Gravitational Wave Signals from the Collapse of Rotating Stellar Cores
利用微物理状态方程和去轻子化的近似描述，对恒星核坍缩成原中子星进行了广义相对论模拟。我们表明，对于各种各样的旋转速率和配置文件的引力波爆发信号的核心反弹是一个通用的类型，在文献中称为I型。在我们的系统研究中，使用广义相对论和牛顿引力，我们确定并单独量化导致这一结果的微观和宏观物理机制，即旋转，状态方程和去质子化的影响。这种通用类型的信号模板将可能促进在干涉型和共振型两者的当前和未来的引力波探测器中的更有效的搜索。
2007-06-12 astro-ph gr-qc
Rotating Collapse of Stellar Iron Cores in General Relativity
我们目前的结果，从第一个2+1和3+1模拟的广义相对论采用有限温度状态方程和近似处理的塌缩过程中的去质子化的旋转恒星铁芯的崩溃。我们比较了完整的3+1和共形平坦的时空演化方法，发现共形平坦的处理是足够准确的核心坍缩超新星问题。我们重点讨论了旋转坍缩、地核反弹和早期后反弹阶段的引力波（GW）发射。我们的研究结果表明，这些阶段的GW签名比以前估计的更通用。此外，我们跟踪增长的非轴对称不稳定性占主导地位的m = 1字符在我们的两个模型，导致延长窄带GW发射在~ 920-930赫兹超过几十毫秒。
2007-04-03 astro-ph gr-qc
On-axis absorption and scattering of charged massive scalar waves by Kerr-Newman black-bounce spacetime
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
研究电荷质量标量波在Kerr-Newman黑洞- bounce空间时间沿旋转轴的吸收和散射特性，揭示旋转参数对超辐射的抑制作用及参数对能量提取效率的影响。
2025-11-28 gr-qc
On the Maximum Mass of Differentially Rotating Neutron Stars
我们构建了不同旋转的中子星的相对论平衡模型，并表明它们可以支持显着更多的质量比他们的非旋转或均匀旋转的同行。我们动态地发展这样的“hyperadjuve'"模型在充分的广义相对论，并表明，确实存在的配置是动态稳定的径向崩溃和酒吧的形成。我们的研究结果表明，中子星合并的残余可能是暂时稳定的差异旋转，导致延迟崩溃和延迟引力波爆发。
1999-11-01 astro-ph gr-qc
Polarized Gravitational Waves from Gamma-Ray Bursts
大量的引力波发射预计来自致密恒星合并产生的伽马射线暴，也可能来自与快速旋转的大质量恒星核心坍缩有关的暴。这些模型有一个共同的高角旋转速率，和观测提供的证据射流准直的光子发射，与属性取决于极角，这也可能是相关的X射线闪光。在这里，我们考虑的引力波发射和它的偏振作为一个函数的角度，这是预期从这样的来源。我们讨论了爆发光子亮度，或引力波爆发和X射线闪光之间的延迟，和引力波的偏振度之间的可能的相关性。
2003-01-24 astro-ph gr-qc
A New Mechanism for Gravitational Wave Emission in Core-Collapse Supernovae
我们提出了一个新的理论的核心坍缩超新星的引力波签名。以往的研究表明，轴对称旋转核坍缩、核反弹、反弹后对流和各向异性中微子发射是引力波辐射的主要过程和阶段。我们的结果，这是基于轴对称的，牛顿辐射流体动力学超新星模拟（Burrows等人，2006），表明在核心坍缩超新星的引力波的主要发射过程可能是质子中子星核心的振荡。振荡主要是g模式的字符，被激发后反弹数百毫秒，并通常持续几百毫秒。我们的研究结果表明，即使是非旋转的核心坍缩超新星也应该在整个银河系的LIGO级探测器上可见，并且取决于祖先的结构，可能达到兆秒差距的距离。
2006-05-19 astro-ph gr-qc
Gravitational waves from axisymmetric rotating stellar core collapse to a neutron star in full general relativity
在完全广义相对论框架下，对旋转恒星核坍缩成中子星的过程进行了轴对称数值模拟。采用Cartoon方法，即在直角坐标系下求解爱因斯坦场方程，并在$y=0$平面周围施加轴对称条件。流体动力学方程在圆柱坐标系中（在笛卡尔坐标系中的$y=0$平面上）使用具有最大网格尺寸$(2500,2500)$的高分辨率激波捕获方案求解。采用参数状态方程模拟坍缩的恒星核和中子星，发现质子中子星坍缩、反弹和形成过程中的中心密度演化与Dimmelmeier等人采用近似广义相对论公式的结果一致.这表明，这种近似是适当的以下轴对称的恒星核心崩溃和随后形成的质子中子星。引力波是用四极公式计算的。结果发现，波形是定性的，与那些由Dimmelmeier等人。然而，定量，两个波形不同意。分歧的可能原因进行了讨论。
2004-02-08 astro-ph gr-qc
Gravity Wave and Neutrino Bursts from Stellar Collapse: A Sensitive Test of Neutrino Masses
提出了新的方法，目的是确定绝对中微子质量的中微子爆发和引力波在恒星坍缩过程中发出的同时观测。结果表明，中子化电子中微子闪光和引力波信号的最大振幅与核坍缩结束时发生的反弹在优于1 ms的时间尺度上是紧密同步的。和重力波天线即将运作（LIGO，Virgo，.）在探测银河系超新星和利用所提出的方法方面，它们的性能非常匹配。描述了几种方法，适用于不同的情况下，取决于中微子混合。鉴于目前对中微子振荡的了解，所提出的方法对中微子基本上是质量简并的质量范围是敏感的。95% C. L.可以达到的上限从大电子中微子存活概率的0.75eV/c2变化到实际上所有电子中微子都转换成μ子或τ中微子时的1.1eV/c2。灵敏度几乎与超新星距离无关。
2001-09-04 astro-ph gr-qc hep-ex
