Measuring neutron-star ellipticity with measurements of the stochastic gravitational-wave background
在LIGO和Virgo等探测器的分析波段中，银河系中子星是一个很有前途的引力波源。以前对来自中子星的引力波的研究主要集中在探测单个中子星上，这些中子星要么是附近的，要么是高度非球形的。在这里，我们考虑的随机引力波信号所产生的星系中子星的合奏。使用人口合成模型，我们估计当前和计划的引力波观测站的平均中子星椭圆率$ε$作为带内银河系中子星$N_\text{tot}$的数量的函数的单西格玛灵敏度。对于$N_\text{tot}\approx 53000$的合理情况，假设初始LIGO探测器共定位一年的观测时间，我们发现它是$σ_ε=2.1\times10^{-7}$，这与附近一些中子星的当前边界相当。(The目前最好的$95\%$上限是$ε\lesssim7\times10^{-8}.$）目前还不清楚高级LIGO是否可以使用空间分离的探测器来显著提高这种灵敏度。对于建议的爱因斯坦望远镜，我们估计，$σε=5.6\times10^{-10}$。最后，我们表明，随机测量可以结合测量单个中子星，以估计带内银河系中子星的数量。这样，随机引力波的测量为研究银河系中子星提供了一个补充工具。
2014-06-12 astro-ph.HE gr-qc
Neutron star equation of state via gravitational wave observations
引力波观测可以通过测量中子星双星螺旋晚期产生的引力波对点粒子极限的偏离来测量中子星状态方程的性质。比较了用变刚度状态方程计算的吸气中子星双星的数值模拟结果。当恒星接近它们最后的俯冲和合并时，如果中子星更紧凑，引力波阶段积累得更快。这表明，频率在1 kHz左右的引力波观测将能够测量一个紧凑性参数，并对可能的中子星状态方程设定严格的界限。先进的激光干涉引力波观测站将能够调整其频带，以优化所需频率范围内的灵敏度，从而对合并的后期螺旋阶段进行灵敏的测量。
2011-10-18 astro-ph.HE gr-qc
Distinguishing binary neutron star from neutron star-black hole mergers with gravitational waves
两颗中子星合并产生的引力波信号，很难与质量相当的中子星和黑洞混合双星产生的信号区分开来。事实上，这两种双星类型都可以解释引力波信号GW 170817，即使考虑到它的电磁对应辐射。我们提出了一种方法，{既不需要从后inspiral阶段的二进制或电磁对应的信息}，以确定混合双星合并的中子星与低质量黑洞单独使用引力波。这种方法是基于这样一个事实，即可以用引力波测量的某些中子星性质对所有中子星来说是共同的或相似的。例如，所有的中子星共享相同的状态方程，如果后者是强子的，则中子星具有相似的半径。如果一个混合双星被误认为是一个中子星双星，那么推断出的中子星的性质将被错误估计，并在一个低质量双星群体中表现为异常值。我们表明，只要$\sim 5$低质量的事件将允许识别的类型的一个事件在$80\%$的置信水平。我们模拟人口的低质量的二进制与分层混合模型，并表明，我们可以限制混合二进制的存在或测量其丰度相对于中子星二进制$\sim 0.1$在$68\%$可信水平与100个事件。
2020-04-22 astro-ph.HE gr-qc
Inferring the maximum and minimum mass of merging neutron stars with gravitational waves
我们发现，合并中子星的最大和最小质量可以估计与即将到来的引力波观测。我们模拟了双中子星信号的总体，并模拟了它们的质量分布，包括上截止点和下截止点。如果质量分布支持质量接近截止点的中子星，则可以用$50$探测器测量$\sim 0.2(0.1)\text{M}_{\odot}$的下限（上限）。质量上限说明了中子星状态方程的高密度特性，而质量下限则表明了中子星和白矮星之间的区别。
2020-09-25 astro-ph.HE gr-qc
Exploring binary-neutron-star-merger scenario of short-gamma-ray bursts by gravitational-wave observation
用广义相对论模拟方法研究了双中子星合并坍缩到黑洞的引力波的特征。我们发现，GW光谱印记的合并动力学，形成过程的磁盘，状态方程的中子星，总质量和质量比。短$γ$射线爆发的中心引擎的形成机制，这可能是由一个黑洞和周围的磁盘，因此，可以通过GW的观测约束。
2010-02-13 astro-ph.HE gr-qc
Extracting the cutoff frequency in the gravitational-wave spectrum of black hole-neutron star mergers
当黑洞扰动中子星时，黑洞-中子星合并的引力波谱的截止点位置与中子星半径密切相关.然而，由于模式混合，在光谱中出现的调制，这使得很难测量的截止频率，如果引力波从倾斜方向观察或双星进动。在这封信中，我们表明，截止频率可以测量，即使在这种情况下，我们最近提出了一种方法来重建的脸上的波形只从应变观察到从一个特定的方向。我们表明，在测量的中子星半径的系统误差可以减少到$\lesssim 5\%$的情况下，发生显着的中子星的潮汐破裂。
2017-09-08 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-Wave and X-ray Probes of the Neutron Star Equation of State
中子星是爱因斯坦的广义相对论与核物理学的一个非凡结合。它们的内部隐藏着实验室无法探测的极端物质。在如此高的密度和压力下，它们的核心可能主要由奇异物质组成，如自由夸克或超子。来自激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和其他干涉仪的引力波观测，以及来自中子星内部成分探测器（NICER）的X射线观测，正开始穿透这层面纱。这些观测提供了关于中子星核心的信息，因此，也提供了使这种物体成为可能的物理学信息。在这篇综述中，我们讨论了我们从引力波和X射线观测中了解到的中子星物理。我们专注于已经确定观察到的东西，以及在不久的将来应该观察到的东西，并关注这些新观察将教给我们的物理学。
2022-02-08 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave luminosity of binary neutron stars mergers
利用大样本的数值相对论模拟，在不同的双星参数和输入物理条件下，研究了准圆中子星合并的引力波峰值亮度和辐射能量。所有双星的峰值光度可以用质量比和首阶后牛顿潮汐参数单独描述。导致迅速坍缩成黑洞的并合具有最大的峰值亮度。然而，每单位质量的最大能量是由产生超大质量中子星或大质量中子星残骸的合并辐射的。我们对双中子星合并事件的引力波光度进行了定量分析，并对这些事件的辐射能量和剩余角动量设定了上限。我们发现，有一个经验的普遍关系连接的总引力辐射和角动量的残骸。我们的结果限制了残余黑洞的最终自旋，同时也表明了稳定的中子星残余黑洞具有超开普勒角动量。
2017-12-12 astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Stability and Gravitational Wave Content of Rotating Triaxial Neutron Stars
本研究通过模拟Dedekind型流动，探讨了旋转三轴中子星的动态稳定性及其在扰动下的引力波发射特性，揭示了内部流体流动对引力波含量的关键影响。
2023-12-27 astro-ph.HE gr-qc
Inferring the population properties of binary neutron stars with gravitational-wave measurements of spin
最近LIGO-Virgo探测到的来自双星中子星螺旋事件GW 170817的引力波及其伴随的电磁信号的发现标志着多信使天文学的新时代。在未来几年，先进的引力波探测器可能会探测到数十到数百个类似的事件。双星系统中的中子星可能具有显著的自旋，这通过有效自旋参数$χ_\text{eff}$印在引力波形上。我们探讨了天体物理学的推论可能通过引力波测量的$χ_\text{eff}$。首先，使用一个基准模型通知无线电观测，我们估计，$\approx15-30\%$的二进制中子星应该有自旋可测量的$\gtrsim 90\%$置信水平的先进探测器假设的自旋轴的再循环中子星对准的总轨道角动量的二进制。其次，使用贝叶斯推断，我们表明，它是可能的，告诉是否回收中子星的自旋轴往往是对齐的双轨道使用$\gtrsim 30$检测。最后，有趣的限制，可以放置在中子星磁场衰减后$\gtrsim 300$检测，如果银河系双星中子星的自旋周期和磁场强度是合并人口的代表。
2018-08-02 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from deformed neutron stars: mountains and tides
随着引力波天文学的显著发展，我们已经揭示了以前被掩盖的事件：紧凑的双星合并。中子星是有希望的（并且已经证实的）引力辐射源，并且它证明了考虑这些恒星可以变形的方式是及时的。引力波提供了一个独特的窗口，通过它可以检查中子星内部，并了解更多关于超致密核物质状态方程的信息。在这项工作中，我们研究了两个相关的方案的引力波发射：中子星主机（非轴对称）山和中子星变形的潮汐场的一个双合作伙伴。虽然它们还没有被引力波看到，旋转的中子星一直被认为是潜在的来源。利用自旋演化的唯象模型研究了吸积中子星的自旋分布，发现了吸积中子星中存在引力辐射的证据。我们研究了如何在牛顿和相对论重力山脉建模，并介绍了一个新的方案来解决这个问题与以前的方法。这个方案的关键组成部分是使恒星具有非球形形状的变形力。我们发现，力（这是一个代理的恒星的形成历史），以及状态方程，在支持山脉起着关键作用。考虑到已经观察到的引力波的情况下，我们计算潮汐变形的中子星的结构，专注于地壳的影响。我们发现，潮汐变形的影响是可以忽略不计的，但地壳将保持基本完整，直到合并。
2021-09-17 astro-ph.HE gr-qc
Detecting the impact of nuclear reactions on neutron star mergers through gravitational waves
核反应可能会影响中子星合并产生的引力波信号，但其影响尚不确定。为了量化的效果，我们比较了两个数值模拟直观的极端。在一种情况下，反应瞬间发生。在另一种情况下，它们发生的时间尺度比进化的时间尺度慢得多。我们发现，虽然两个引力波信号的差异很小，但它们应该可以被第三代天文台检测到。为了避免从观测信号推断的状态方程参数的系统误差，我们需要在未来的模拟中精确地实现核反应。
2022-05-23 astro-ph.HE gr-qc
Universal relations for gravitational-wave asteroseismology of proto-neutron stars
核心坍缩超新星的最新数值模拟表明，引力波的主要来源是反弹后演化过程中原中子星模的激发。在这项工作中，我们得到的普遍关系，最常见的振荡模式，即g模式，p模式和f模式，与系统的基本属性，如原中子星的表面重力或在该地区的平均密度所包围的冲击的频率。这些关系独立于状态方程、中微子处理和前身质量，因此可以用来建立仅从引力波观测推断原中子星性质的方法。我们概述了如何进行这些测量和约束，可以放在原中子星的属性。
2021-11-08 astro-ph.HE gr-qc
Continuous gravitational wave emission from neutron stars with pinned superfluids in the core
研究了自旋中子星中钉扎超流分量对引力波辐射的影响。将超流涡旋钉扎到外核（质子可能形成II型超导体）的通量管是维持内部长寿命和非轴对称中子流的可能机制，这打破了未扰动流体静力学配置的轴对称性。我们认为钉扎引起的扰动一个固定的共转配置，并确定上限的强度引力波发射由于钉扎的涡旋与一个强大的环形磁场的那种预测最近的磁流体动力学模拟的中子星内部。我们估计了外核钉扎涡产生的质量多极子和电流多极子对引力波辐射的贡献，发现质量四极子可以大到足以使引力波提供毫秒双星的主导自旋下降力矩.
2022-11-28 astro-ph.HE gr-qc
Modeling the complete gravitational wave spectrum of neutron star mergers
在中子星合并的背景下，我们使用数值相对论模拟研究合并残余物的引力波谱。合并后的光谱的特点是主峰频率$f_2$有关的特定结构和动力学的残余热超大质量中子星。我们发现，$f_2$是相关的潮汐耦合常数$κ^T_2$的特点，在后期的inspiral合并的二元潮汐相互作用。关系式$f_2(κ^T_2)$对二元总质量、质量比、状态方程和热效应的依赖很弱。这一观测结果开启了建立一个模型的可能性，该模型可以用来描述每一次合并的引力谱，并将后螺旋和后合并的描述统一起来。
2015-08-17 astro-ph.HE gr-qc
Neutron Star Merger Remnants: Braking Indices, Gravitational Waves, and the Equation Of State
中子星合并双星GW 170817/GRB 170817 A证实了至少有一些中子星合并是短伽马射线暴的前身。许多短的伽马射线暴都有长期的x射线余辉，这些余辉被解释为合并后的毫秒磁星-快速旋转、高度磁化的大质量中子星。我们回顾我们目前的理解毫秒磁星诞生于短伽马射线暴，特别是集中在三个主要议题。首先，毫秒磁星是否真的为x射线平台提供了最合理的解释。第二，确定和观测这些遗迹的引力波发射。第三，从当前和未来的x射线和引力波测量中确定核物质的状态方程。
2019-05-03 astro-ph.HE gr-qc
A gravitational wave afterglow in binary neutron star mergers
我们详细研究了快速旋转中子星的f-模长期不稳定性，重点放在没有稳定的非旋转对应物的超大质量模型。这样的中子星被认为是两颗标准质量的中子星合并的一般结果。此外，我们考虑到强磁场和r模式的不稳定性，可以消耗大量的角动量的影响。我们发现超大质量中子星发射的引力波信号在20 Mpc的距离上可以达到Advance LIGO的灵敏度以上，大大提高了爱因斯坦望远镜的探测能力。事件发生率将与合并率处于同一量级，而对信号的分析将携带合并后中子星的状态方程和磁场强度的信息。
2015-10-02 astro-ph.HE gr-qc
Inferring the post-merger gravitational wave emission from binary neutron star coalescences
我们提出了一个强有力的方法来表征中子星合并的残余物的引力波发射。我们的方法只对信号的形态做了最小的假设，并提供了底层波形的完整后验概率分布。我们应用我们的方法从先进的地面探测器网络的模拟数据，并证明了引力波信号重建。我们研究了不同双星组态和碰撞中子星状态方程的重建质量。我们展示了如何我们的方法可以用来约束尚未确定的状态方程的中子星物质。我们得到的状态方程的约束条件是互补的碰撞中子星在后期inspiral阶段的潮汐变形的测量。在合并后的信号的一个非检测的情况下，下面的二进制中子星inspiral，我们表明，我们可以把发射的能量上限。
2017-12-27 astro-ph.HE gr-qc
Rapid Hierarchical Inference of Neutron Star Equation of State from multiple Gravitational Wave Observations of Binary Neutron Star Coalescences
从中子星合并的多个引力波观测数据中推导出唯象参数化的中子星状态方程（EoS），对于提高我们对中子星结构、超核密度物质的一般性质和强核力的认识具有重要意义.然而，这样的分析在计算上是昂贵的，因为它不能重新使用无论用于生成引力波瞬态目录而执行的单事件EoS不可知参数估计运行。随着LIGO/Virgo/KAGRA第四次观测运行（O 4）期间预计可观测到的事件数量，这个问题只能预计会恶化。我们开发了一种新的和强大的算法，用于从引力波数据中快速和计算成本低廉的参数化EoS的分层推断，该算法重新使用单事件EoS不可知参数估计样本，以显着降低计算成本。我们有效地包括先验知识的中子星物理作为贝叶斯先验的EoS参数。我们的方法的高速度和低计算成本允许有效的重新计算EoS推断每次发现一个新的二元中子星事件或每当新的观测和理论发现改变EoS参数的先验。我们在真实和模拟的引力波数据上测试了我们的方法，以证明其准确性。我们表明，我们的计算成本低的方法产生的EoS约束，是完全符合现有的分析真实数据，模拟数据的选择基准EoS。武装与我们的快速分析方案，我们还研究了EoS约束的可变性与二进制中子星的属性，在不同的信噪比和质量范围内绘制的模拟事件集。
2022-11-11 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational wave asteroseismology on cooling neutron stars
采用相对论Cowling近似，研究了中子星热演化过程中引力波的频率。我们特别关注中子星模型，其中直接Urca（快速冷却过程）不起作用，没有超流性和超导性。对于这种模型，冷却曲线几乎不依赖于状态方程（EOS）以及中子星的质量，而我们表明，引力波频率强烈依赖于这两个属性。然后，我们发现，基本和第一压力模式的频率乘以恒星质量很好地表示为一个函数的恒星的紧凑性几乎独立的状态方程。我们还发现，在热演化后期，第一引力模的频率与恒星的致密性有很强的相关性。此外，我们还推导出了估算中子星内直接Urca爆发的阈值质量随核饱和参数变化的经验公式。这个公式将给我们一个关于中子星性质的限制，如果观测发现直接Urca发生（或不起作用）在中子星内部。
2021-12-30 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave asteroseismology with f-modes from neutron star binaries at the merger phase
来自合并中子星的引力波信号可以提供关于核物质状态方程性质的重要信息，从信号的早期部分通过潮汐效应到合并产物的性质和振荡频率。通过比较中子星的基本振荡模式（$f$ -模式）的频率与两颗中子星合并时的引力波频率，我们研究了孤立中子星的性质与合并之间的直接联系。我们使用共形平坦近似下的非线性流体动力学程序计算了非旋转和旋转中子星的四极（$l=2$）$f$模振荡（$f_{2f}$），并从一组公开可用的模拟中获得了与双星的峰值振幅（$f_{\rm max}$）相关的引力波频率。我们发现，$f_{\rm max}$和$f_{2f}$相差约1\%，平均而言，在45个相同的质量系统，不同的总质量和状态方程。假设引力波频率仍近似等于轨道频率$Ω$的2倍，结果表明，在并合点附近满足潮汐共振条件$|m|Ω= f_{2f}$，其中$m=2$为方位角量子数.此外，$f_{\rm max}$和等质量双星系统的潮汐变形性之间的普遍联系现在可以用$f_{2f}$和孤立中子星的潮汐变形性之间的类似关系来解释，这已经被证明与中子星的几乎不可压缩性质有关。我们的研究结果表明，这是可能的引力波信号在合并的一个双中子星系统的基本振荡模式和质量比直接相关。
2020-12-15 astro-ph.HE gr-qc
Aligned spin neutron star-black hole mergers: a gravitational waveform amplitude model
黑洞与中子星并合时发出的引力辐射与两个黑洞在中子星未被潮汐扰动时的辐射非常相似。当潮汐破裂发生时，重力波形可以大致分为两组，这取决于破裂物质的空间范围。扩展我们中的一些人以前的工作，在这里，我们提出了一个唯象模型的引力波振幅在频域中包含三种可能的结果合并：没有潮汐中断，“温和”和“强”潮汐中断。该模型被校准到134个广义相对论数值模拟的二进制的黑洞自旋是对齐或反对齐的轨道角动量。所有的模拟使用SACRA代码和分段多方中子星状态方程。本模型可用于确定黑洞的二元波形是足够的引力波探测，提取信息的状态方程从未来的引力波观测，以获得更准确的估计黑洞-中子星合并事件率，并确定这些系统的条件下，这些系统是可信的候选人作为中央引擎的伽马射线暴，macronovae和kilonovae。
2015-09-01 astro-ph.HE gr-qc
Measurability of the tidal polarizability of neutron stars in late-inspiral gravitational-wave signals
来自螺旋状中子中子星的引力波信号包含了核物质状态方程的信息。这一信息包含在两颗中子星的潮汐极化率参数的组合中，在螺旋晚期，也就是合并之前，这一信息最为清晰。我们使用最近定义的潮汐扩展的有效单体形式主义，构建一个受控的分析描述的频域定相的中子星吸入合并。利用这一解析描述，我们发现利用先进的LIGO-Virgo探测器网络可以从具有合理信噪比$ρ=16$的引力波信号中测量中子星的潮汐极化率参数。这个可测量性结果似乎适用于所有导致最大质量大于$1.97M_\odot$的核状态方程。我们还提出了一个很有前途的新的方式提取信息的核物质状态方程从相干分析的一个系综的引力波观测单独的二进制合并事件。
2012-03-20 astro-ph.HE gr-qc
Observing Gravitational Waves From The Post-Merger Phase Of Binary Neutron Star Coalescence
本文提出了一种有效的低维频域模板，用于分析双星中子星合并过程中恒星残骸的引力波信号。采用主成分分解方法对一组中子星合并的数值模拟结果进行了分析，得到了各种中子星状态方程和质量组态的波形的振幅谱和相位谱的正交基函数。我们回顾了双中子星合并中合并后期/合并后引力波发射的现象，并演示了如何理解合并期间和合并后的动力学导致构建一个通用的频谱。我们还提供了一个合并后的信号检测在未来的引力波探测器作为第三代仪器的科学案例的潜在贡献的前景进行了讨论。在我们的分析中得到的模板实现了$>90\%$匹配跨越各种各样的合并波形和应变灵敏度谱的电流和潜在的引力波探测器。Fisher矩阵分析产生了在将主要的合并后振荡频率$f_{\mathrm{peak}}$确定为$δf_{\mathrm{peak}} \sim 50$ Hz时的典型不确定性的初步估计。使用最近导出的$f_{\mathrm{peak}}$和中子星半径之间的相关性，这表明对基准中子星半径$\sim 220$ \，m的潜在约束。这种测量只可能用于附近（$\sim 30$ Mpc）的先进LIGO源，但对于计划升级到先进LIGO和其他未来仪器变得更加可行，导致对高密度中子星状态方程的限制，这些状态方程独立于并合前螺旋引力波信号推断的状态方程。
2015-09-28 astro-ph.HE gr-qc
Nonspinning black hole-neutron star mergers: a model for the amplitude of gravitational waveforms
黑洞-中子星双星并合比黑洞-黑洞并合显示出更丰富的现象学，即使在本文所考虑的相对简单的情况下--即黑洞和中子星都不旋转。当中子星被潮汐破坏时，引力波的发射与黑洞-黑洞的情况完全不同，根据被破坏物质的空间范围，它可以大致分为两组。我们提出了一个唯象模型的引力波振幅在频域中，包括三种可能的结果合并：没有潮汐中断，“温和”，和“强”潮汐中断。利用分段多方中子星状态方程对模型进行了广义相对论数值模拟的校准。从未来的引力波观测中提取关于核物质状态方程的信息，以及在第二代和第三代干涉引力波探测器中获得更准确的黑洞-中子星合并事件速率的估计，应该会被证明是有用的。我们计划随着更长、更精确的引力波形的出现来扩展和改进这个模型，我们将把它作为Mathematica软件包在网上公开。我们还在附录中提出了预测KAGRA噪声谱密度的分析拟合，这在数据分析应用中应该是有用的。
2013-10-09 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on the maximum densities of neutron stars from postmerger gravitational waves with third-generation observations
利用289个相对论数值模拟的合并双中子星的数据，我们确定，第一次，一个强大的准普适关系连接后的峰值引力波频率和最大质量的非旋转中子星的中心的密度值。这种关系为下一代地基引力波干涉仪的精确状态方程约束提供了新的可能性。模拟爱因斯坦望远镜的基准事件的观察表明，贝叶斯推断可以约束的最大密度${\sim}15\%$（$90\%$置信水平）的一个单一的信号在最低灵敏度阈值的检测。如果合并后的信号被包括在这样的信号的全谱（inspiral-merge-postmerge）分析中，压力-密度函数可以被严格约束到最大密度，并且最大中子星质量可以以优于$12\%$的精度（$90\%$置信水平）测量。
2022-04-18 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from spinning neutron stars as not-quite-standard sirens
众所周知，对合并双星的引力波探测是标准的警报器，允许仅通过引力波手段测量源距离。在本文中，我们探讨了这种能力的模拟连续引力波发射从个别旋转的中子星，其自旋下降是纯粹由引力波发射。我们表明，在这种情况下，距离测量总是退化与另一个参数，这可以被认为是恒星的转动惯量。我们量化的准确性，这种退化的测量可以。我们还讨论了这种方法的实际应用的情况下，一个或其他的距离或转动惯量的约束，打破这种退化，并允许测量剩余的参数。我们考虑了广泛的可能的，未知的参数，以及我们目前的ALIGO和爱因斯坦望远镜的灵敏度的结果。我们的研究结果将有助于最终探测到通过这种引力波发射而自旋下降的中子星。
2021-12-14 astro-ph.HE gr-qc
Hierarchical Inference of Binary Neutron Star Mass Distribution and Equation of State with Gravitational Waves
中子星合并双星的引力波观测提供了有关中子星结构和致密核物质状态方程的有价值的信息。已经提出了许多方法来分析观测到的中子星的人口和以前的工作已经证明了联合拟合的天体物理分布和状态方程，以准确地约束状态方程的必要性。在这项工作中，我们引入了一个新的框架，同时推断分布的二进制中子星的质量和核物质状态方程使用高斯混合模型密度估计，减轻了以前使用的方法遭受的一些限制。使用我们的方法，我们重现了以前的预测，我们的联合质量分布和状态方程的推断与数十个观测的预期精度。我们还表明，错误的状态方程模型可以偏置我们的推断的中子星质量分布。虽然我们专注于中子星质量和物质效应，我们的方法是广泛适用于人口推断问题。
2021-12-14 astro-ph.HE gr-qc
Interpreting Binary Neutron Star Mergers: Describing the Binary Neutron Star Dynamics, Modelling Gravitational Waveforms, and Analyzing Detections
由中子星双星合并而发出的引力波为探索物质和未探索的极端状态下的基础物理打开了一扇新的窗口。为了提取关于中子星内部超核物质和致密双星系统性质的信息，需要可靠的理论处方。本文综述了中子星并合过程中的动力学和引力波信号的一般特征。我们简要介绍了现有的分析和数值方法来调查的高度动态，强场区合并过程中。我们回顾现有的波形近似，并讨论个别波形模型的属性和可能的优点和缺点，以及它们在实际引力波数据分析中的应用。
2020-04-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Of Mountains and Molehills : Gravitational Waves from Neutron Stars
研究了吸积中子星的质量四极矩含量引起的表面不对称性。虽然这种不对称性产生的引力波的振幅似乎超出了当前一代探测器的探测能力极限，但似乎存在于HMXB中的具有强磁场的快速旋转中子星值得考虑用于下一代仪器对连续引力波的有针对性搜索。
2016-10-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
A Family of Gravitational Waveforms from Rapidly Rotating Neutron Stars
本文描述了快速旋转的中子星产生的引力波形的拟合公式（例如，新形成的核心崩溃的超新星），因为它演变从一个初始的轴对称配置向三轴椭球。
1999-02-22 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
Dynamics and gravitational-wave emission of neutron-star merger remnants
中子星双星的合并很可能导致大范围双星质量配置的中子星合并残余物的形成。大质量的合并残留物显示出强烈的振荡，这是由合并过程激发的，并发出引力波。本文讨论了通过探测并合后的引力波辐射来推断中子星的未知恒星性质的可能性和前景，从而导致高密度物质状态方程的约束。特别是，合并后残余物的主要振荡频率提供了严格的限制中子星半径。我们提到的第一个步骤，对合并后排放的未来引力波搜索的实际实施。此外，我们概述的可能性，估计未知的最大质量的非旋转中子星从这种类型的测量。最后，我们回顾了中子星合并的引力波谱中第二峰的起源和科学意义，以及合并后残余物动力学行为的差异取决于二元结构。这些考虑导致合并后的引力波排放和合并后的动态统一的图片。
2016-02-01 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gravitational waves from neutron star mergers and their relation to the nuclear equation of state
在这篇文章中，我介绍的想法和技术，以提取信息的状态方程在非常高的密度从引力波发射之前，期间和合并后的双中子星。我还回顾了目前的工作和结果的实际使用的第一个引力波观测的中子星合并设置约束的属性，这样的状态方程。顺便说一句，我还提到了一种可能性，即我们在引力波中观察到的不是中子星，而是某种更奇特的东西。为了使这篇文章更容易理解，我还回顾了一般的中子星合并的动力学和引力波发射，重点是数值模拟和状态方程的表示用于研究二元系统。
2019-09-26 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Low frequency electromagnetic radiation coming from gravitational waves generated by neutron stars
我们研究了观测真空中由引力波产生的甚低频电磁辐射的可能性。我们审查的计算导致真空转换的可能性引力波到电磁波，并显示这个过程如何规避众所周知的禁止粒子生产的引力波。利用Newman-Penrose标量，我们估计了由中子星振荡产生的引力波的电磁对应辐射的光度。对电磁对应辐射的探测将为未来的航天器任务，特别是月球轨道探测器提供一种观测引力辐射的间接方法。
2017-12-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Role of dense matter in tidal deformations of inspiralling neutron stars and in gravitational waveform with unified equations of state
本文进一步研究了致密物质性质在冷非吸积中子星潮汐形变中的作用。本文用M-M统一状态方程组计算了重电Love数$k_\ell$和重磁Love数$j_\ell$ ~ $\ell=5$。它们的相对重要性和它们的灵敏度的对称性能量和中子物质的刚度进行了数值评估。本文还讨论了它们对双星中子星吸气辐射引力波信号相位的影响。
2021-02-03 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
High-Frequency Gravitational Waves from Phase Transitions in Nascent Neutron Stars
Johannes Gutenberg University（约翰内斯·古腾堡大学）；CERN（欧洲核子研究组织）；Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
研究新生中子星相变过程中可能产生高频率引力波，为高频率引力波探测器提供新的研究目标，验证量子色动力学在不可接触的领域。
2026-03-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Neutron Star Structure in the Minimal Gravitational Standard-Model Extension and the Implication to Continuous Gravitational Waves
洛伦兹不变性的微小破坏一直是理论研究和实验验证的课题。我们利用标准模型扩展（SME）框架研究了最小洛伦兹破坏对中子星结构的影响。首先推导出一组流体静力学方程，并将其修正后的方程作为相对论系统的首阶Lorentz破坏修正项加入到TOV方程中.通过对首阶修正TOV方程的微扰解，计算了由中子星结构各向异性引起的四极矩，并利用该四极矩估算了具有相同形变的自旋中子星的四极辐射。计算结果为今后观测到连续引力波时强场区的洛伦兹不变性提供了新的检验。
2020-02-08 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational field energy contribution to the neutron star mass
中子星被当作强引力场的物理实验室来讨论。中子星的质量被分解为物质能量和引力场能量。本文用三种不同的方法计算了中子星的引力场的能量，得到了相同的结果。结果表明，最大质量中子星的引力质量中有一半是由引力场能量组成的。结果显示了一些现实的状态方程的中子星的问题。
2006-01-16 astro-ph gr-qc
Massive scalar counterpart of gravitational waves in scalarized neutron star binaries
类似于居里温度以下铁磁体的自发磁化，一个中子星（NS），当致密性超过某个临界值时，可能会经历自发标量化，并表现出内部非平凡的标量位形。因此，外部时空发生了变化，出现了一个外部标量场，这随后触发了它的同伴的标量化。动力学的相互作用产生了一种与张量引力波相对应的引力标量。本文利用标量-张量理论证明了双中子星（DNS）和中子星-白矮星（NS-WD）的引力标量对应物具有质量。（1）由外部标量场会聚而产生的引力标量背景场在标度化DNS双星中扮演着引力标量对应物的角色，而类Higgs引力标量势中质量维常数的出现则导致了质量为普朗克标度量级的大质量引力标量对应物的出现;（ii）由于NS和WD的结合能不同而产生的偶极引力标量辐射场在标度化轨道收缩的NS-WD中起着引力标量对应物的作用，其围绕引力标量势的局部和标量能量密度相关的最小值振荡，并获得大约$10^{-21} ev/c^2$量级的质量。
2019-09-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational waves from single neutron stars: an advanced detector era survey
随着新的引力波天文学的大门开始打开，这篇评论提供了一个最重要的物理机制，可能导致潜在的可检测的引力辐射从孤立和吸积中子星的排放最新的调查。特别是，我们讨论了引力波驱动的不稳定性和asteroseismology形式主义的f-和r-模式，不同的方式，中子星可以形成和维持非轴对称的四极“山”变形，激发振荡期间磁星耀斑和可能的引力波签名脉冲星故障。我们重点介绍了近年来在每个主题中取得的进展，对每个机制的引力波可探测性进行了新的评估，最后指出了未来工作的关键问题和需要解决的问题。
2018-03-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Quantifying modeling uncertainties when combining multiple gravitational-wave detections from binary neutron star sources
随着引力波探测器灵敏度的提高，我们期望在不久的将来通过引力波观测到多个中子星双星系统。这些引力波信号的综合分析提供了以前所未有的精度约束中子星半径和致密核物质状态方程的可能性。然而，至关重要的是，要确保引力波模型中固有的不确定性不会在将来自多个探测的信息合并时导致系统偏差。为了量化波形系统，我们进行了广泛的模拟活动的二进制中子星源和分析它们与一组四个不同的波形模型。基于我们对大约38个模拟的分析，我们发现中子星半径的统计不确定性降低到$\pm 250\rm m$（$2\%$在$90\%$可信区间），但目前采用的波形模型之间的系统差异可以是两倍大。因此，这将是至关重要的，以确保系统的偏见将不会成为占主导地位的中子星状态方程的推论时，利用未来的发展。
2022-03-10 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Gravitational waves from neutron stars: Promises and challenges
我们讨论了不同的方式，中子星可以产生引力波，描述了最近的改进，在提高探测器灵敏度的背景下，相关的场景建模，并显示如何观测开始测试我们的理解基础物理。讨论的主要目的是为第三代地基探测器（如爱因斯坦望远镜）建立有前途的科学目标，并确定如果我们想使用引力波数据来探测中子星物理学，需要满足的各种挑战。
2009-12-02 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Search for Dark Matter Effects on Gravitational Signals from Neutron Star Mergers
基于最近探测到的中子星合并产生的引力波信号，我们分析了暗物质对这种信号的可能影响。我们发现，合并中子星的暗物质核心可能会产生一个可观察到的补充峰的引力波功率谱密度合并后，这可以从中子组件所产生的功能区分。
2018-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Effects of neutron-star dynamic tides on gravitational waveforms within the effective-one-body approach
从合并产生的引力波中提取关于超致密核物质的独特信息，中子星双星需要可靠的信号理论模型。我们开发了一种新的有效的一体波形模型，其中包括，第一次，动态（而不是只有绝热）的中子星潮汐，以及合并信号的中子星-黑洞双星。我们证明了动态潮汐的重要性，通过比较我们的模型对新的数值相对论模拟nonspinning中子星-黑洞双星跨越超过24个引力波周期，和其他现有的数值模拟双中子星系统。此外，我们推导出一个有效的描述，明确的依赖于两个关键参数：潮汐变形和基本振荡频率的物质效应。
2016-05-09 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Inferring neutron star properties with continuous gravitational waves
从快速旋转的中子星中探测到连续的引力波，为研究它们的内部物理提供了可能性。我们开发了一个框架，利用未来的连续引力波探测来推断一个中子星的转动惯量，赤道椭圆率，和垂直于其旋转轴的磁偶极矩的组成部分。我们假设中子星通过引力波和电磁辐射损失旋转动能，并且可以测量到中子星的距离，但不假设电磁脉动是可观测的或特定的中子星状态方程。我们使用Fisher信息矩阵和蒙特卡罗模拟来估计推断参数的误差，假设一个人口的引力波发射中子星与连续引力波搜索的典型参数域一致。经过一年的观测，许多中子星的推断误差主要受到恒星的距离误差的限制。如果从无线电、X射线或伽马射线脉冲星，或者从一个已知距离的致密物体（如超新星遗迹）探测到连续的引力波，这里开发的技术将是有用的。
2023-01-24 gr-qc
The stochastic background of gravitational waves due to the f-mode instability in neutron stars
本文对宇宙中一群年轻、热的、快速旋转的中子星所发射的引力波的随机背景谱特性进行了估计，这些中子星经历了$f$模不稳定性，这些不稳定性是由核塌缩超新星爆炸或双星中子星系统合并而形成的。它们的形成率，从其中获得的引力波事件率，推导出基于观测的宇宙恒星形成率的测定。引力波发射发生在$f$模不稳定性的自旋下降阶段。对于低磁化中子星，假设10%的超新星事件导致$f$ -模式不稳定的中子星，来自超新星衍生的中子星的背景在$l=m=2$ $f$ -模式的$Ω_{\text{gw}} \sim 10^{-9}$处达到峰值，这应该可以通过交叉相关一对第二代干涉仪（例如Advanced LIGO/Virgo）来检测，信噪比的上限估计为$\approx$ 9.8。由双星合并形成的超大质量中子星的背景峰值在$Ω_{\text{gw}} \sim 10^{-10}$，即使用第三代干涉仪（如爱因斯坦望远镜）也无法探测到。
2015-12-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational wave signatures of phase transition from hadronic to quark matter in isolated neutron stars and binaries
在高温和高密度下物质的基本组成已经吸引了物理学家很长一段时间。最近重离子对撞机的研究结果丰富了高温低重子密度下的量子色动力学相图。然而，在低温和有限（主要是中间）重子密度的阶段仍然没有探索。理论量子色动力学计算预言了在这样的密度下从强子物质到夸克物质的相变。目前，探测这种密度的最佳实验室位于中子星的核心。如何利用引力波探测孤立中子星和双星中的中子星的这种相变特征的最新结果。孤立的中子星将探测极低温区，而双星中的中子星将探测中温区的有限重子密度。我们还将讨论这种相变的引力波信号是否是唯一的，以及探测这种信号所需的探测器规格。
2022-12-01 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Matter Effects on LIGO/Virgo Searches for Gravitational Waves from Merging Neutron Stars
预计在未来5年内将观测到来自合并中子星的引力波。我们探讨了合并双中子星双星的物质效应对引力波的潜在影响。如果中子星双星的啁啾质量小于大约1个太阳质量，并且典型的中子星半径大于大约14公里，或者如果中子星半径大于15-16公里，对于银河系中子星双星的啁啾质量，那么物质将对基于点粒子的搜索在高级LIGO设计灵敏度上的有效性产生重大影响（约5%的额外信号损失）。在LIGO第一次观测运行的典型配置中，极端物质效应在最极端的情况下导致高达10%的潜在损失。
2017-08-14 gr-qc
Gravitational wave signatures of dark matter cores in binary neutron star mergers by using numerical simulations
引力波设施LIGO/Virgo最近的探测为通过中子星合并时发射的引力波研究中子星的内部结构打开了一扇窗。在这项工作中，我们探索，通过数值模拟，引力辐射的合并产生的双中子星与暗物质粒子被困在其内部，专注于这些暗物质核心产生的可区分的印记。我们的研究结果揭示了一个强大的m = 1模式在合并后阶段的波形中的存在，连同其他相关功能。将我们的结果与观测结果进行比较，可能使我们能够限制中子星内部暗物质的数量。
2019-09-25 gr-qc
Gravitational waves from remnant massive neutron stars of binary neutron star merger: Viscous hydrodynamics effects
采用广义相对论剪切粘性流体力学的Israel-Stewart形式的简化形式，我们探讨了双中子星合并的残余大质量中子星的演化，并特别注意由此产生的引力波形。我们发现，对于$10^{-2}$阶的所谓粘性α参数的合理值，残余大质量中子星中的微分旋转的程度在粘性时间尺度$\alt 5$ \，ms中显著降低。与此相关，非轴对称变形的程度也迅速降低，因此，发射的准周期性引力波的振幅也在粘性时间尺度中衰减。我们的研究结果表明，为模拟合并残留物的演变的双中子星，我们必须考虑磁流体力学效应，这在自然界中可以提供粘性效应。
2017-05-16 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
On gravitational-wave echoes from neutron-star binary coalescences
最近，在$4.2σ$显著性水平上，对GW 170817合并后信号中的引力波回波进行了尝试性检测。据推测，该信号可能为残留的奇异物体中的近视界量子结构提供证据。我们指出，如果残留的对象是一个超紧凑的中子星，回波的对象，半径仅略小于一个普通的中子星。在~72 Hz处报告的回波与质量约为$M\in(2,3) M_\odot$、半径接近布赫达尔极限R~ 9 GM/（4c^2）的不可压缩恒星的玩具模型相一致。如果得到证实，低频引力波回波将与目前所有的中子星模型产生矛盾，并将对核物理和引力产生重大影响。
2018-06-12 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational Higgs Mechanism in Neutron Star Interiors
我们认为，非最小耦合标量场可以导致相对论恒星内部的微观物理的修改。作为一个具体的例子，我们考虑在这样的高密度环境中的非零光子质量的产生。这是通过一个轻的引力标量和标量-张量引力理论中的标量化相变来实现的。两个不同的模型，并简要讨论了现象学的影响。
2016-06-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational Waves from the $r$-mode instability of neutron stars: effect of magnetic field
研究表明，年轻的快速旋转中子星在形成后的第一年左右通过引力波发射带走大部分角动量，引力波的发射驱动了它们的$r$模的不稳定性。磁场在这些$r$模的演化中起着至关重要的作用，因此中子星本身的演化也是如此。本文试图研究磁场在一颗新诞生的、热的、快速的、差动旋转的中子星发射的引力波的$r$模不稳定性和可探测性演化中的作用。发现磁场有抑制$r$模振幅的趋势。{ \it信噪比}分析表明，磁场达到$10^{14}$高斯量级的中子星的$r$模不稳定性所发射的引力波，在20 Mpc时，可以被Advanced LIGO探测到。
2010-11-16 gr-qc
