The fermionic Unruh effect in relativistic eccentric uniformly rotating frames
本文利用相对论旋转变换研究了均匀偏心旋转坐标系中Dirac量子的正则和检测器方法。首先,我们考虑一个相对论性的均匀偏心旋转检测器,耦合到标量密度的无质量狄拉克场,并表明,该检测器具有非零的响应函数,并观察普朗克能谱。然后利用相对论转动变换,研究了相对论偏心转动系中Dirac场的正则量子化。我们证明了在此框架下不可能得到Dirac方程的解析解,因此正则化方法也就无法实现。
2019-08-31 gr-qc
Relativistic mechanics on rotating disk
我们发现从观察者的角度来看,在一个旋转的磁盘上的粒子运动方程,并证明了一个粒子沿着旋转的磁盘上移动的影响所产生的力的几何形状。它们可以被认为是离心力和科里奥利力的类似物。
2001-04-25 gr-qc
General-relativistic rotation laws in rotating fluid bodies: constant linear velocity
最近发现了广义相对论自引力静止流体的新的转动定律。尚不清楚它们是否适用于以恒定线速度旋转的系统。在本文中,我们填补了这一空白。答案是肯定的。这意味着,特别是,这些系统应该表现出最近发现的一般相对论性的弱场效应内旋转环面:动态反拖曳和偏离开普勒运动引起的流体自引力。
2015-09-06 gr-qc
Relativistic rotating Boltzmann gas using the tetrad formalism
我们考虑Cardall等人[Phys. Rev. D 88(2013)023011]引入的四元组形式主义对处于热平衡的刚性旋转相对论气体问题的应用,并讨论这种形式主义对相对论晶格Boltzmann模拟的可能应用。我们详细介绍了共动坐标系的变换、四元体的选择以及平衡粒子流四矢量分量和平衡应力-能量张量分量的显式计算和分析。
2015-12-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Bounds on the dragging rate and on the rotational mass-energy in slowly and differentially rotating relativistic stars
对于以正的角速度缓慢旋转的相对论性恒星,导出了与旋转拖曳率和角动量密度的正性有关的一些性质。同时给出了转动质能有界的一个新的证明。
2003-09-25 gr-qc
Stationary Rotating Strings as Relativistic Particle Mechanics
在二维空间中,静止旋转的弦可以看作是适当度量的测地线运动。作为应用,我们得到了描述平坦时空中静止旋转弦的所有解。这些旋转的弦具有无限长和各种各样的弯曲形状。讨论了弦的能量、角动量和线动量的平均值。
2008-06-23 gr-qc
On the accuracy of the IWM-CFC approximation in differentially rotating relativistic stars
我们确定的保形平坦度(IWM-CFC)近似的情况下,单一的,但强烈差分旋转相对论性恒星的准确性。我们发现,对于最快的旋转和相对论性最强的多方模型,与完整的广义相对论的偏差是低于5%的整体量和低于10%的本地量,如角速度。此外,我们还通过评估和比较不同的误差指标,研究了IWM-CFC近似与完全广义相对论的偏差。我们发现,对于不接近最大质量的模型,一个简单的误差指标构造的度量电位的局部值是更指示的IWM-CFC近似的准确性比一个错误的指标,是基于科顿约克张量。此外,我们构建了一个简单的,线性的经验关系,允许估计的误差由IWM-CFC近似,它只涉及扁平的恒星由于旋转和最小值的失效函数。因此,在任何涉及旋转相对论性恒星的数值模拟中,人们都可以很容易地知道由于IWM-CFC近似而导致的与完全广义相对论的偏差。
2014-09-10 astro-ph.HE gr-qc
Axial Torsion-Dirac spin Effect in Rotating Frame with Relativistic Factor
在有挠无曲率时空框架下,研究了转动系统中Dirac粒子的自旋进动。在极坐标系中,考虑相对论性,给出了旋转标架的等效四元组,得到的等效度规是平坦的Minkowski度规。所得的旋转耦合公式适用于高速旋转情况,与理论预期一致。
2003-05-30 gr-qc
Exact General Relativistic Rotating Disks Immersed in Rotating Dust Generated from van Stockum Solutions
通过对vanStockum类度规应用"置换、切割、填充和反射“方法,构造了一类被旋转尘埃包围的精确广义相对论旋转厚盘.详细考虑了两种特定的解决方案。我们发现,磁盘具有负能量密度的环形区域和热流是存在于磁盘的径向延伸的大部分。结果表明,薄盘是由奇异物质组成的宇宙弦或支柱状态方程。我们还评论了最近提出的相对论银河系模型的库珀斯托克和Tieu和存在的额外的磁盘的奇异物质在他们的模型。
2006-11-14 astro-ph gr-qc
Geometric models of (d+1)-dimensional relativistic rotating oscillators
在变形反德西特度规背景下定义了任意维量子相对论旋转振子的几何模型。证明了这些模型是解析可解的,并导出了能级和相应的归一化能量本征函数的计算公式。一个重要的性质是所有这些模型都有相同的非相对论极限,即通常的谐振子。
1999-10-01 gr-qc
The radial supersymmetry of the (d+1)-dimensional relativistic rotating oscillators
本文研究了任意维量子相对论旋转振子模型的径向问题的超对称性,定义为在变形反德西特度规背景下的Klein-Gordon场.指出超对称伙伴径向势的形状不变性导致了归一化径向波函数的Rodrigues公式的简单算子形式。
2000-10-20 gr-qc
Rotating black hole solutions in relativistic analogue gravity
在模拟引力系统中对声学黑洞的模拟和实验实现,使人们对诸如霍金辐射或超辐射等相关现象有了新的认识。我们在这里探讨的可能性,使用相对论系统模拟旋转黑洞解,并可能得到一个克尔黑洞的声学模拟。在这样做,我们证明了非相对论性和相对论性的解决方案之间的精确关系,并提供了一类新的相对论性系统的涡旋解决方案。这样的解决方案可能会在未来被用作数值模拟以及具体实验的测试平台。
2017-05-16 gr-qc
The Relativistic Transformation to Rotating Frames
本文对Trocheris和Takeno的相对论转动变换作了一个重要的评述。提出了一种新的变换,克服了前者的缺点。一些应用。
1999-11-04 gr-qc math-ph math.MP
Slowly Rotating Relativistic Stars in Tensor-Vector-Scalar Theory
为了研究张量-矢量-标量(TeVeS)理论中中子星周围的转动效应,我们考虑了具有均匀角速度的慢转动相对论恒星。结果发现,类似于广义相对论(GR)中的情况,角动量与角速度成正比。此外,随着耦合常数$K$的增大,TeVeS中的标架拖曳分布与GR中的标架拖曳分布也有很大的不同,即使在恒星内部也可以看到这种差异。而当$K$值较小时,尽管坐标系拖曳接近于GR中预期的拖曳,但由于旋转引起的感应矢量场并不消失并且仍然存在。这样,即使在耦合常数$K$很小的情况下,通过对相对论性物体的观测,也可以区分强场区的引力理论。
2010-03-12 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave driven instability of rotating relativistic stars
一个简单的回顾旋转相对论恒星的稳定性,其次是一个更详细的讨论最近的工作不稳定的r-模式,模式的旋转恒星,具有轴向宇称在慢旋转极限。这些模式可能主导了中子星的自旋下降,这些中子星在出生时就快速旋转,它们发出的引力波可能是可探测的。
1999-08-31 astro-ph gr-qc
Three-Dimensional Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Current-Driven Instability. III. Rotating Relativistic Jets
通过三维相对论磁流体动力学模拟研究了射流旋转和差动运动对无力螺旋磁平衡的电流驱动(CD)扭结不稳定性的线性和非线性发展的影响。在这项研究中,我们遵循的时间发展周期性的计算框内。初始螺旋磁场的位移导致CD扭结不稳定性的增长。我们发现,与线性稳定性理论一致,不稳定性的发展依赖于极向磁场的横向分布。如果极向场从轴向外显著减小,则初始小扰动强烈地增长,并且如果多个波长被激发,则非线性相互作用最终破坏初始圆柱形配置。当极向场的轮廓较浅时,不稳定性发展缓慢并最终饱和。我们简要地讨论了我们的研究结果的影响坡印廷占主导地位的飞机。
2012-07-20 astro-ph.HE gr-qc
On the stability and maximum mass of differentially rotating relativistic stars
相对论性旋转恒星对引力坍缩到黑洞的稳定性,对于均匀旋转的模型是相当好理解的。对于差速旋转的中子星来说,情况就不是这样了,它们预计会在灾难性事件中产生,比如中子星双星系统的合并或大质量恒星核心的坍缩。我们认为序列的差分旋转平衡模型使用的$j$ -常数法,并结合它们的动力学演化,我们表明,一个足够的稳定性判据差分旋转中子星存在类似的一个均匀旋转的同行。即:沿着一系列恒定的角动量,动力学不稳定性发生在中心静止质量密度略低于转折点处的平衡解的密度。此外,继Breu & Rezzolla(2016)之后,我们证明了在计算转向质点时可以找到“准普适”关系。反过来,这使我们能够计算微分旋转所允许的最大质量$M_{\rm max,dr}$,根据非旋转构型的最大质量$M_{_{\rm TOV}}$,发现对于我们考虑过的所有状态方程,$M_{\rm max, dr} \simeq \left(1.54 \pm 0.05\right) M_{_{\rm TOV}}$。
2017-11-06 astro-ph.HE gr-qc
Entropy covector field and macroscopic observables for rotating and non-rotating relativistic kinetic gases around a Schwarzschild black hole
Universidad Nacional Autónoma de Honduras(洪都拉斯国立自治大学);Universidad Pedagógica Nacional Francisco Morazán(弗朗西斯科·莫拉桑国立师范大学)
本文研究了围绕Schwarzschild黑洞的旋转和非旋转相对论性气体的熵协向量场组件,分析了各向异性参数和动能温度等宏观可观测量的形态特征,揭示了角动量对强引力场中碰撞less气体宏观性质的影响。
2026-04-11 gr-qc
A Variational Principle for the Axisymmetric Stability of Rotating Relativistic Stars
众所周知,在广义相对论中,所有旋转的理想流体星都是不稳定的,这是由于非轴对称扰动引起的CFS不稳定。然而,CFS不稳定性的机制在本质上需要引力辐射造成的角动量损失,并且在许多情况下,它作用于太长的时间尺度,与物理/天体物理相关。因此,研究旋转的相对论性恒星对轴对称扰动的稳定性是很有意义的,在这种情况下,CFS不稳定性不会发生。本文给出了一个瑞利-里兹型变分原理,用于检验理想流体星对轴对称扰动的稳定性,它把Eschrasekhar给出的静态球形星的球形扰动的变分原理推广到旋转星的轴对称扰动。我们的变分原理提供了一个下限的指数增长率的情况下的不稳定性。推导密切平行的推导最近获得的变分原理分析的轴对称稳定性的黑洞。
2016-08-25 astro-ph.HE gr-qc
Accuracy of the relativistic Cowling approximation in slowly rotating stars
本文用Cowling近似计算了慢转相对论星的非径向振荡。频率进行了比较的基础上的完整的线性化方程的广义相对论。结果表明,对于典型的相对论恒星模型,近似结果的误差小于$20 %$。近似是更准确的高阶模式在牛顿的情况下。
1997-05-29 astro-ph gr-qc
Neutrino asymmetry in general relativistic rotating radiative stars
利用Newmann-Penrose(NP)自旋系数理论研究了自旋星外广义相对论辐射时空中的中微子不对称性。结果表明,中微子流依赖于恒星的旋转方向。在中微子不产生引力场的试验场近似下得到了该解。
2002-10-31 gr-qc
Exact Relativistic Magnetized halos around Rotating Disks
本文给出了被磁化物质晕包围的旋转圆盘的精确相对论处理。晕和盘的特征用一般流体的分布能量动量张量的正则形式来描述。所有相关的量和度规势和电磁势都只由任意的调和函数精确地确定。例如,使用广义Kuzmin盘势。所得到的解是渐近平坦的,并且满足所有的能量条件。此外,还描述了带电粒子在晕上的运动。据我们所知,这是第一个解析描述旋转圆盘磁化晕的相对论模型。
2015-05-15 gr-qc
Slowly Rotating Relativistic Stars in Scalar-Tensor Gravity
考虑在标量-张量引力场中以均匀角速度缓慢旋转的相对论性恒星,研究了这类致密天体的旋转效应。为此,我们导出了描述标张量引力中标架拖曳的二阶微分方程,并进行了数值求解。结果表明,即使在标量张量引力中,总角动量也与角速度成正比。当标量场的宇宙学值为零时,可以观察到转动效应中的自发标量化以及恒星的其它性质。另一方面,如果标量场的宇宙学值不为零,则在很大的耦合常数范围内,都可以看到对广义相对论的偏离。此外,我们还发现,随着质量的增加,对广义相对论的偏离越来越大,这与标量场的宇宙学值无关。因此,通过对与旋转相对论性恒星有关的天文现象的精确观测,人们不仅可以探测强场区域的引力理论,而且可以探测标量场的存在。
2012-11-29 astro-ph.HE gr-qc
Cracking and Stability of Non-Rotating Relativistic Spheres with Anisotropic Internal Stresses
在广义相对论中研究了具有各向异性内应力的静态不带电球体的稳定性。压力各向异性对恒星结构的稳定性起着重要的作用。结果表明,径向剖面的应力各向异性可以被认为是决定潜在的稳定/不稳定的区域。最后,对两个已知的相对论恒星模型的潜在稳定/不稳定区域进行了研究。
2020-06-26 gr-qc
Crustal Oscillations of Slowly Rotating Relativistic Stars
我们研究由中心流体核和外部薄固体地壳组成的缓慢旋转的相对论性恒星的低振幅地壳振荡。我们估计的扭转环形模式和界面和剪切球模式上的旋转效果。在广泛的中子星模型和状态方程下,与牛顿理论的结果进行了比较。
2007-12-08 astro-ph gr-qc
The leader operators of the $(d+1)$-dimensional relativistic rotating oscillators
导出了任意维相对论性旋转振子量子模型的主要前导算符对。为此,人们利用了这样一个事实,即这些模型产生Pöschl-Teller径向问题,具有显着的超对称性和形状不变性。
2005-03-28 gr-qc math-ph math.MP
General-relativistic resistive-magnetohydrodynamics simulations of self-consistent magnetized rotating neutron stars
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);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);National Center for Supercomputing Applications, University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校超级计算应用国家中心);Academy of Athens(雅典科学院);Universitat de Valéncia(瓦伦西亚大学);Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔国际学院,尼尔斯·玻尔研究所);The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学);University of the Ryukyus(冲绳大学)
研究电阻对中子星动态演化及准平衡态的影响,揭示电阻对磁流体不稳定性发展和引力波幅度的抑制作用。
2025-02-20 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic gravitational field of a rigidly rotating disk of dust: Solution in terms of ultraelliptic functions
在最近的一篇论文中,我们提出了解析表达式的轴势,磁盘度规,和表面质量密度的整体解决方案爱因斯坦的场方程描述了一个刚性旋转磁盘的灰尘。在这里,我们添加了完整的解决方案,在超椭圆函数和求积。
2003-02-14 gr-qc
Relativistic g-modes in rapidly rotating neutron stars
在广义相对论Cowling近似下,我们研究了快速旋转分层中子星的g-模,在这里我们忽略了度规扰动,背景模型考虑了由于组分梯度引起的浮力。这是第一篇在广义相对论框架下研究这一问题的论文。在Passamonti等人最近的一篇论文中,(2009),在牛顿框架内进行了类似的研究,其中作者提出了关于CFS不稳定g模式的开始以及足够高的旋转速率和小的成分梯度的惯性和重力模式之间的密切联系的结果。这种相关性源于浮力(g模式的回复力)和科里奥利力(惯性模式的存在是由科里奥利力引起的)之间的相互作用。在我们的相对论处理的问题,我们发现一个很好的定性协议方面的牛顿的结果。
2009-07-23 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Pseudo-Newtonian Potentials to Describe the Temporal Effects on Relativistic Accretion Disks around Rotating Black Holes and Neutron Stars
本文提出了两种近似于相对论性吸积盘围绕旋转(和反向旋转)致密天体的角频率和周转频率的伪牛顿势。其中之一,对数修正的潜力,是一个更好的近似的频率,而另一个,二阶扩展的潜力,也再现了特定的能量为圆形轨道的密切协议与广义相对论值。这些潜力可以包括在时间相关的流体动力学模拟,以研究这种吸积盘的时间行为。
2002-09-03 astro-ph gr-qc
General-relativistic rotation laws in rotating fluid bodies, new weak-field effects and the post-newtonian expansion
最近的广义相对论扩展牛顿旋转定律的自引力静止流体允许一个重新推导,在第一个后牛顿近似,众所周知的几何拖动帧,和两个新的弱场效应内旋转环面。这些是最近发现的反拖曳和一个新的效果,测量偏离开普勒运动和/或流体自重的贡献。它们可以应用于研究解的(后)牛顿极限的存在性和研究旋转黑洞参数的不等式。
2015-10-21 gr-qc
Pseudo-Newtonion potential for the relativistic accretion disk around rotating central objects having hard surface
本文提出了一种适用于具有硬表面的旋转中心物体周围的吸积盘模型的赝牛顿势。这意味着,这个势可以用来描述旋转的中子星和奇异星周围的吸积盘。该势能较好地描述吸积盘中的广义相对论效应,从本质上研究吸积盘的相对论流体力学。由于我们的目的在于了解周围旋转的硬表面的中心物体的吸积盘的流体动力学,它是必要的,包括影响盘的内边缘的中心物体的旋转。我们从Hartle Thorne度规出发,推导出我们的势能。对于慢转的中子星和奇异星,该势能再现广义相对论的所有基本性质,误差不超过10%.
2003-04-02 astro-ph gr-qc
Non-linear Evolution of Rotating Relativistic Stars
我们提出的第一个结果的非线性演化的旋转相对论性恒星获得的轴对称相对论性流体动力学代码在一个固定的时空。作为初始数据,我们使用静态轴对称和扰动配置。我们发现,为了防止(数值)角动量损失在恒星的表面层的高分辨率网格(或数值方案,保持高秩序,在当地的极值)是必要的。对于非旋转的恒星,我们计算的径向和非径向的小振幅振荡,这是非常好的协议与线性正常模式的频率计算在考林近似的频率。作为我们的代码的第一个应用程序,快速旋转的相对论恒星的准径向模式的计算。通过将我们的数值代码推广到3-D,我们计划研究快速旋转中子星的环形振荡(r-模式)的演化和非线性动力学,这是一个有前途的引力波源。
1999-04-05 astro-ph gr-qc
New Perspectives on the Relativistically Rotating Disk and Non-time-orthogonal Reference Frames
对旋转圆盘问题的分析是基于这样一个前提:对实验证据的正确解释可以得出这样的结论,即相对论所依据的假设,特别是光速的不变性,不适用于旋转坐标系。基于Sagnac实验提出了不同的假设,从这些假设中,一个新的相对论性旋转框架理论的发展步骤类似于爱因斯坦最初遵循的直线运动。由此产生的理论与所有的实验一致,解决了传统的方法来旋转盘的问题,并表现出传统的相对论和非相对论的特点。特别值得注意的是,在旋转圆盘的圆周上不存在洛伦兹收缩,并且圆盘表面与爱因斯坦和其他人的断言相反,被发现是黎曼平坦的。在Sagnac实验中发现的光速变化是非时间正交参考系的特征,旋转系就是其中之一。此外,广泛接受的假设为等效的惯性和非惯性标准杆与零相对速度,自由地使用在以前的旋转盘分析,被证明是无效的,这样的帧。此外,新理论在正确预测迄今为止被认为是10^-13量级的“虚假”非零效应方面是独一无二的,这是布里耶特和霍尔在迄今为止最精确的迈克尔逊-莫雷型检验中发现的。为了使非专业人员也能理解,介绍简单明了,具有教育性。关键词:相对论,旋转圆盘,萨尼亚克,旋转坐标系,非时间正交坐标系。
2001-03-22 gr-qc
Quasi-toroidal oscillations in rotating relativistic stars
本文在广义相对论的框架下研究了慢转恒星中的类环形振荡。与牛顿情形不同,即使对于均匀旋转,旋转速率的一阶振荡频率也不是单一值。所有r模的振荡频率都是纯中性的,并形成限于一定范围的连续谱。允许的频率由扰动和背景平均流之间的共振条件确定。共振频率随半径的变化符合广义相对论拖曳效应。
1997-09-02 gr-qc
Non-axisymmetric oscillations of differentially rotating relativistic stars
利用慢自转和Cowling近似研究了差动自转恒星的非轴对称振荡。平衡恒星模型是相对论多面体,其中的微分自转由相对论j常数自转定律描述。研究了振荡谱与三个主要参数的关系:恒星的紧度$M/R$、差旋度$A$和最大耦合数$\ell_{\rm max}$。结果表明,非轴对称模的转动分裂随星的紧度和微分转动度的增加而增强。最后,我们研究了基本四极模与差动自转恒星的共转带之间的关系。
2007-12-05 astro-ph gr-qc
Relativistic theory of elastic deformable astronomical bodies: perturbation equations in rotating spherical coordinates and junction conditions
本文在旋转笛卡尔坐标系和旋转球坐标系下,讨论了爱因斯坦引力理论第一后牛顿近似下弹性形变天体的动力学方程和不同弹性性质层间界面处的连接条件。在渐近平坦的时空流形中,未扰动旋转体(基态)被描述为匀速旋转、静止和轴对称的位形。偏离平衡位形的情况用位移场来描述。根据Damour,Soffel和Xu发展的相对论天体力学的形式和Carter和Quintana建立的框架,得到位移场的后牛顿方程和对称无迹剪切张量。给出了相应的后牛顿界面条件和外表面边界条件。PN结条件是Wahr条件的推广,Wahr条件是一个无旋转的牛顿结条件。
2003-06-04 gr-qc
Innermost stable circular orbits around relativistic rotating stars
本文研究了在赤道面上运动的试验粒子围绕旋转的相对论性恒星(如中子星)的最内层稳定圆轨道(ISCO)。首先,我们推导出角速度和圆周半径的近似解析公式在ISCO利用近似的相对论解,其特征在于任意的质量,自旋,质量四极,电流八极和质量$2^4$极矩。然后,我们表明,解析公式是足够准确的,通过比较它们与数值计算结果,这是通过分析周围的真空外部数值计算几何多方状态方程的旋转恒星。我们证明了质量四极矩的贡献,用于确定的角速度,特别是,圆周半径在ISCO围绕一个快速旋转的恒星是一样重要的自旋。
1998-07-17 astro-ph gr-qc
Heat propagation in rotating relativistic bodies
本文研究了相对论旋转体中热传播的普遍偏微分方程,考虑了旋转和引力效应,并分析了极端旋转条件下的热传输和黑洞冷却修正。
2025-11-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
General-relativistic rotation laws in rotating fluid bodies
我们制定新的广义相对论扩展牛顿旋转定律的自引力静止流体。他们已被用来重新推导,在第一次后牛顿近似,众所周知的几何拖动的框架。我们推导出两个其他的一般相对论弱场效应内旋转环面:最近发现的动态反拖曳和一个新的效果,测量偏离开普勒运动和/或流体自重的贡献。人们可以利用旋转定律来研究后牛顿近似的唯一性和收敛性,以及后牛顿极限的存在性。
2015-06-02 astro-ph.SR gr-qc
Tidal disruptions by rotating black holes: relativistic hydrodynamics with Newtonian codes
我们提出了一个近似的方法来研究恒星潮汐扰动的相对论制度的旋转大质量黑洞。它结合了一个精确的相对论描述的流体动力学演化的测试流体在一个固定的弯曲时空与牛顿处理流体的自重。利用两种不同的坐标系导出了克尔时空运动方程的显式表达式。我们在现有的牛顿光滑粒子流体动力学代码中实现了新的方法,并表明,包括额外的物理涉及很少的额外计算成本。我们仔细探索新方法的有效性,首先测试其恢复测地线运动的能力,然后通过比较潮汐破坏模拟的结果与以前的相对论研究。我们进一步比较模拟Boyer-Lindquist和Kerr-Schild坐标,并得出结论,我们的方法允许准确的模拟,即使是潮汐中断事件,恒星深入旋转黑洞的潮汐半径内渗透。最后,我们使用新的方法来研究黑洞自旋对潮汐破裂产生的碎片流的形态和回退率的影响,发现虽然自旋对回退率的影响很小,但它确实对流的形态产生了很大的影响,甚至可以成为恒星本身生存或破裂的决定因素。我们的方法进行了详细讨论,作为未来天体物理应用的参考。
2017-05-24 astro-ph.HE gr-qc
Rotating Relativistic Thin Disks
利用著名的“位移、切割和反射”方法,构造了两类基于Taub-NUT和Kerr度规的相对论旋转圆盘模型。我们发现,磁盘建立从一个通用的固定轴对称度量的“声速“,$(pressure/density)^{1/2}$,是等于几何平均值的测试粒子在磁盘上移动的反时针和逆行测地线圆周速度。我们还发现,对于一般的磁盘,我们可以有热流区。对于两个家庭的模型研究的边界,分开的区域和没有热流是不稳定的径向扰动(环的形成)。
2000-06-01 gr-qc
Universal relations for differentially rotating relativistic stars at the threshold to collapse
一个双中子星合并产生一个快速和差异旋转的紧凑的残余物,其寿命严重影响电磁和引力辐射。它的稳定性取决于状态方程(EOS)和旋转定律,通常通过数值模拟来研究。然而,通过一个充分的长期不稳定性的标准,平衡序列可以被用来作为一个计算成本低廉的方式来估计发病的动力学不稳定性,这在一般情况下,是接近长期的。这种方法适用于均匀旋转,并依赖于转向点的位置:恒星模型是一系列具有恒定静止质量或角动量的平衡解中的静止点。在这里,我们研究差分旋转模型(使用大量的状态方程和不同的旋转定律),并发现适当缩放的引力质量,静止质量和角动量的转折点模型,是有效的均匀旋转之间的几个普遍的关系,是不敏感的差分旋转的程度,以高精度。
2017-09-08 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic Static Thin Disks: The Counter-Rotating Model
本文详细地研究了具有非零径向压力的轴对称薄圆盘的反向旋转模型。我们找到了一个一般的约束,在反向旋转的切向速度需要铸造的表面能-动量张量的磁盘作为两个反向旋转的完美流体的叠加。我们还发现了反向旋转流体的能量密度和压力的表达式。然后,我们表明,在一般情况下,有不可能采取两个反向旋转的流体作为沿测地线循环,也不采取两个反向旋转的切向速度相等和相反。一个具体的例子进行了研究,我们得到了一些CRM定义良好的反旋转切向速度和稳定的径向扰动。所得到的CRM符合强能量条件,但有区域的磁盘具有负的能量密度,违反弱能量条件。
2001-07-11 gr-qc
Quasi-radial modes of pulsating neutron stars: numerical results for general-relativistic rigidly rotating polytropic models
在本文中,我们计算广义相对论多方模型模拟刚性旋转,脉动中子星。这些相对论性的致密天体,半径为$\sim 10 \, \mathrm{km}$,质量介于$\sim 1.4$和$3.2$太阳质量之间,与双星密切相关。我们着重计算由于刚体转动而引起的脉动本征频率的变化,这对于研究此类物体的稳定性是一个决定性的问题。在我们的计算中,我们保持旋转扰动项高达二阶的角速度。
2014-10-12 gr-qc
New code for equilibriums and quasiequilibrium initial data of compact objects. IV. Rotating relativistic stars with mixed poloidal and toroidal magnetic fields
作为COCAL(Compact Object Calculator)程序的一部分,开发了一个计算强磁化快速旋转致密星的完全广义相对论解的新程序。爱因斯坦方程组,麦克斯韦方程组和磁流体动力学方程组的完整的解决方案,假设完美的导电性,平稳性和轴对称性,并与混合极向和环形分量的磁场强磁化的解决方案成功地获得在通用(非圆形)时空。我们详细介绍了问题的形式和数值方法,然后给出极端磁化紧致星解的例子和它们的收敛性检验。研究发现,在极端磁化的恒星中,恒星物质可以从最强的环向场区域被驱逐。因此,我们推测,一个环形的电真空区可能会出现在极端磁化的致密星,这可能看起来像中子星成为最强的环形螺线管线圈在宇宙中。
2019-06-25 astro-ph.HE gr-qc
Heat conduction in rotating relativistic stars
在天体物理学中使用的相对论热方程的标准形式中,信息是瞬时传播的,而不是像相对论所要求的那样受到光速的限制。我们展示了这个方程是如何从一个更一般的,因果关系的热传播理论,其中熵发挥了流体的作用。然而,在导出这个结果时,我们看到有必要做一些并不普遍有效的假设:与理论的明确因果物理学相比,这个过程的动力学时标必须很长,热流必须足够稳定,时空必须是静态的。因此,推广热方程(例如恢复因果关系)需要保留我们忽略的一些项。作为第一个推广,我们推导了与慢转恒星或黑洞相关的时空的热方程,表明它与静态结果的区别仅在于由于旋转而增加的平流项,并由此证明了中子星上的热点将被远距离观测者看到在旋转频率上被调制。
2018-07-11 astro-ph.HE gr-qc
General-relativistic electromagnetic fields around a slowly rotating neutron star: stationary vacuum solutions
脉冲星被认为是高度磁化的旋转中子星,沿着磁层中的磁场线加速带电粒子,并以从无线电波长到高能X射线和伽马射线的脉冲发射可见。作为高度紧凑的天体,其紧凑性接近$Ξ= R_s/R\approx0.5$,其中$\Rs=2\,G\,M/c^2$是史瓦西半径,$\{M,R\}$是中子星的质量和半径,广义相对论效应在其表面附近变得很重要。对于无线电发射应该来自的极冠来说尤其如此,导致了诸如线性和圆偏振之类的定义明确的签名。本文导出了一个推广到广义相对论的真空空间Deutsch场解的一般形式。由于电磁场的矢量球谐展开,我们能够表达的解决方案,以任何顺序的自旋参数$Ω$的紧凑的对象。我们希望这个分析可以作为一个基准来测试用于计算黑洞和中子星磁层的数值代码。
2013-08-05 astro-ph.HE gr-qc
Electrovacuum Static Counter-Rotating Relativistic Dust Disks
详细研究了无径向压力的一般静电(静磁)轴对称薄圆盘的反转模型(CRM)。我们找到了一个一般的约束反转的切向速度需要铸造的表面能-动量张量的磁盘作为两个反转的带电尘埃流体的叠加。然后,我们表明,这个约束是满足的,如果我们采取的两个反向旋转流循环沿电测地线具有相等和相反的切向速度。我们还发现明确的能量密度,静电(静磁)电荷密度和速度的反向旋转流体的表达式。三个具体的例子被认为是我们获得一些CRM行为良好的基础上简单的解决方案的爱因斯坦-麦克斯韦方程组。所考虑的解决方案是Reissner-Nordstrom在静电的情况下,它的静磁对应和两个解决方案从陶布NUT和克尔解决方案。
2002-12-11 gr-qc
Axial instability of rotating relativistic stars
旋转相对论性恒星的扰动可以根据它们在宇称下的行为来分类。对于轴向扰动(r-模式),初始数据与负的正则能量被发现与角度依赖$e^{imϕ}$的所有值的$m\geq 2$和任意慢旋转。这意味着这种扰动的不稳定性(或边缘稳定性)的旋转完美的流体。这种低的$m$不稳定性与极扰动的不稳定性有着显著的不同,极扰动的不稳定性首先出现在$m$的大值上。对于小的角速度$Ω$,轴向不稳定性的时间尺度似乎与高功率的$Ω$成比例。就像极模的情形一样,粘性也会增强稳定性,除了热的、快速旋转的中子星。这项工作补充了Andersson对缓慢旋转恒星轴向模式的数值研究。
1998-06-11 astro-ph gr-qc
On the Maximum Mass of General Relativistic Uniformly Rotating White Dwarfs
本文在广义相对论的框架内分析了匀速旋转白矮星的性质。应用Hartle形式构造了爱因斯坦方程的自洽内外解。计算了旋转白矮星的质量、半径、转动惯量和四极矩随恒星中心密度和自转周期的变化。得到了旋转白矮星在稳定位形下的最大质量。
2012-10-26 astro-ph.SR gr-qc
Hot, Rotating Disks In General Relativity: Collisionless Equilibrium Models
提出了一种在广义相对论中构造具有净角动量的平衡圆盘的方法。该方法求解耦合到爱因斯坦引力场方程的相对论弗拉索夫方程。我们应用该方法来构建磁盘是相对论版本的牛顿Kalnajs磁盘。在牛顿引力中,这些圆盘是解析的,并且在一定的速度色散范围内是稳定的,不会形成环。我们调查的存在性完全广义相对论平衡序列的速度色散的不同值。这些模型是无碰撞玻尔兹曼方程的第一个旋转的相对论圆盘解。
1998-01-15 gr-qc
General Relativistic Rossby-Haurwitz waves of a slowly and differentially rotating fluid shell
我们证明,在一阶角速度下,Rossby-Haurwitz波(薄壳上r波的类似物)的广义相对论描述可以通过坐标变换从相应的牛顿波得到。作为应用,我们证明了Rezzolla和Yoshida(2001)最近在分析缓慢和差动旋转的流体壳的牛顿Rossby-Haurwitz波时得到的结果也适用于广义相对论,在一阶的角速度中。
2001-12-26 astro-ph gr-qc
Relativistic Motion of Stars Near Rotating Black Hole
本文给出了研究快速旋转黑洞附近非零静止质量星体运动特征的拉格朗日方法。讨论了拉格朗日量的结构。将一般方法应用于克尔时空模型中物体运动的描述,过渡到强引力场对弹性体的潮汐扰动问题。
2018-07-28 astro-ph.GA gr-qc