The imprint of individual neutron star spins on ejecta, $r$-process nucleosynthesis, and kilonovae in binary neutron star mergers
University of Southampton（南安普顿大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；University of Illinois（伊利诺伊大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）
本文研究双中子星并合中单个自旋对抛射物、r-过程核合成及千新星的效应，发现其可通过电磁信号打破引力波中自旋简并，对千新星观测有重要意义。
2026-11-03 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave imprints of non-convex dynamics in binary neutron star mergers
本文通过数值相对论模拟发现，双中子星并合中的非凸动力学（允许膨胀激波和压缩稀疏波）会在引力波谱中留下显著印记，使主模式峰值频率与潮汐变形能力的关系发生约380赫兹以上的偏移，其根源在于残骸中的反常非凸动力学。
2024-03-13 astro-ph.HE gr-qc
Red or blue? A potential kilonova imprint of the delay until black hole formation following a neutron star merger
中子双星的合并通常会导致超大质量中子星的形成。该残余物是否以及何时坍缩为黑洞（BH）主要取决于状态方程和角动量输运过程，这两者都是不确定的。在这里，我们表明，合并残留物的寿命可能会直接印在合并后的放射性供能的kilonova排放。我们采用轴对称的，随时间变化的流体动力学模拟剩余吸积盘轨道的可变寿命的HMNS，并表征这种延迟BH形成盘风喷出物的影响。当BH形成相对迅速（~ 100 ms）时，从盘流出的中子足够丰富，形成重r过程元素，导致在近红外（NIR）光谱峰值的~一周的发射，类似于动态喷出物产生的。相比之下，延迟BH的形成允许从HMNS的中微子，以提高在极方向上的电子分数的值，使潜在的镧系元素的流出产生。较低的不透明度将产生一个更明亮，更蓝，和更短的寿命~一天的发射（一个“蓝色颠簸”）之前，晚近红外峰值从动态喷出物和赤道风。这种新的诊断BH的形成应该是有用的事件的信噪比低于所需的重力波形签名的直接检测。
2014-05-02 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Do Neutron Star Gravitational Waves Carry Superfluid Imprints?
孤立的中子星在经历非径向振荡时，预计会发出千赫频率范围的引力波。到目前为止，射电天文学家已经定位了大约1,300颗中子星，并且可以估计银河系中大约有2 × 10^8颗中子星。其中许多肯定是足够古老和寒冷的，它们的内部将包含超流体或超导状态的物质。事实上，脉冲星中所谓的毛刺现象（脉冲星外壳的突然自旋）最好通过假设在脉冲星的内部外壳和核心中存在超流中子和超导质子来描述。近年来，在牛顿和广义相对论两种体系下，对超流中子星动力学模型的研究取得了很大进展。我们将讨论这项最新工作的一些主要结果，也许最重要的是，超流性应该通过改变背景星的旋转性质和扰动构型的振荡模式来影响来自中子星（例如，在故障期间发射）的引力波。最后，我们提出了所谓的零频率子空间（即时间无关的扰动空间）的分析，并确定它是由两套极（或球）和两套轴（或环）退化扰动广义相对论系统的跨越。在牛顿的情况下，极性扰动是g-模式，这是从一个非旋转配置的脉动频谱丢失，和轴向扰动应导致两组r-模式时，频率的简并性被打破的背景旋转。
2002-07-29 astro-ph gr-qc
Impact of the nuclear symmetry energy on the post-merger phase of a binary neutron star coalescence
核对称能在决定致密、富含中子物质的状态方程中起着关键作用，而这种状态方程决定着地球上核物质以及天体物理学上的中子星的性质。PREX合作组最近对中子皮厚度的测量对核对称能L的斜率产生了新的限制，这可以直接与第一颗双星中子星合并螺旋GW170817的引力波观测结果进行比较。在本文中，我们探索了一种可能限制斜率L的新机制，核对称能量与未来引力波事件：合并后阶段一个双中子星合并。特别是，我们超越的inspiral阶段，在那里的斜率参数L的印记可以推断从测量的潮汐变形性，考虑印记合并后的动力学，引力波发射，和动态质量喷射。为此，我们在完全广义相对论中使用新的有限温度状态方程，系统地改变L，进行了一组目标中子星合并模拟。我们发现，合并后的动力学和引力波发射对核对称能的斜率几乎不敏感。相比之下，我们发现，动态质量喷射包含一个弱的L的印记，与大的L值导致系统增强喷出物。
2021-07-14 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Inflation with mixed helicities and its observational imprint on CMB
在有效场论的框架内，突出的螺旋度-0和螺旋度-1场通过三维算子相互耦合，我们研究了由螺旋度-0模式驱动的暴胀动力学，具有给定的势能，以及宇宙学扰动的演变，影响两个螺旋度之间的混合项的存在。在这种情况下，螺旋度-1模式的时间分量是辅助场，并且可以根据螺旋度-0模式的时间导数进行积分，使得背景动态有效地减少到由与螺旋度-0和螺旋度-1模式之间的耦合相关联的参数$β$调制的单场膨胀中的背景动态。我们讨论了纵向标量扰动$ψ$和暴胀波动$δϕ$的演变，并明确表明，这两个，这对应于一个isocurvature模式的一个特定的组合，受到指数抑制的矢量质量可比的哈勃膨胀率在通货膨胀。此外，我们还发现，由$β$修正的有效单场描述也适用于暴胀过程中产生的曲率扰动的功率谱。我们计算了标准的暴胀观测量，如标量谱指数$n_s$和张量标量比$r$，并与普朗克2018年提供的最新观测数据进行了比较。我们的结果表明，螺旋度-0和螺旋度-1模式之间的耦合可以导致更小的张量标量比的值，特别是对于小场暴胀模型，所以我们的方案表现出更好的兼容性与当前的观测数据。
2018-12-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
$f$-mode Imprints in Gravitational Waves from Coalescing Binaries involving Aligned Spinning Neutron Stars
在合并双星的中子星成员中，$f$模的激发加速了合并过程，从而在引力波形中引入了相移。强调潮汐相移对齐，旋转的恒星，我们提供了一个准确的，但经济的，方法来产生$f$模式参与，合并前波形使用现实的自旋调制$f$模式频率的一些可行的状态方程。我们发现，对于慢旋转的恒星，动力学潮汐的退相效应可以是唯一的，独立于地球观测系统的直接观测值（啁啾质量${\cal M}$，对称比$η$和相互潮汐变形${\tilde Λ}$），而这种普遍性逐渐失去增加自旋。对于具有快速旋转成员（$\gtrsim800\text{ Hz}$）的双星，由于$f$模式引起的相移将超过合理信噪比（$ρ=25$）和$\gtrsim400\text{ Hz}$截止频率下波形相位的不确定性。假设$10^3\text{ Hz}$和快（$\gtrsim800\text{ Hz}$）成员的截止频率很高，已经发现了$\gtrsim100$ rads的显著相移。对于涉及快速旋转恒星（可能是GW 190814的次级）的系统，忽略波形模板中的$f$模效应会导致相关分析中相当大的系统误差。特别是，由于$f$ -模式的失相大于由$\sim5$，这可能会导致一个相当高估的潮汐变形，如果动力潮汐的贡献不占平衡潮汐所造成的。本文还讨论了$f$模激发引起伴随前兆耀斑的可能性.
2022-09-07 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Imprints of Dark Energy in Neutron Stars
Amrita Vishwa Vidyapeetham（阿迈塔维迪亚佩塔姆大学）
本研究首次在完全广义相对论框架下，研究含暗能量核心的中子星的非径向f模振荡，发现暗能量软化状态方程并降低最大质量，且预测的引力波信号位于未来第三代探测器灵敏度范围内。
2026-09-23 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Matter imprints in waveform models for neutron star binaries: tidal and self-spin effects
对两颗中子星合并产生的引力波和电磁波的联合观测标志着引力波（GW）多信使天文学的开始。准确的引力波形模型的发展是一个至关重要的先决条件，以提取有关产生检测到的GW信号的二进制系统的属性的信息。在双中子星系统（BNS）中，潮汐效应也需要纳入到一个准确的波形表示的建模。建立在以前的工作[Phys.Rev.D96 121501]，我们探索的性能，通过增加一个数值相关性（NR）为基础的近似的潮汐部分的定相（NRTidal）现有的模型nonprecessing和precessing二进制黑洞系统（SEOBNRv4，PhenomD和PhenomPv2），在LSC算法库套件中实现的吸气合并波形模型。将得到的BNS波形与混合NR波形的目标波形进行比较和对比，覆盖最后的大约100个波形。10轨道合并和延伸通过合并后的阶段，与inspiral波形计算从30 Hz获得TEOBResumS。后者是一个最先进的有效单体波形模型，融合了潮汐和自旋效应。我们探测基于PN的自旋项和NRTidal描述的组合对于获得相对于目标波形的最小失配（< 0.01）和相位差（< 1 rad）是必要的。然而，我们也讨论了可能的改进和缺点的NRTidal近似在其目前的形式，因为我们发现，它往往高估的潮汐相互作用相对于TEOBResumS模型在螺旋。
2018-04-06 astro-ph.HE gr-qc
Quark matter imprint on Gravitational Waves from oscillating stars
我们讨论的可能性，探测到的引力波发射的致密星可能会允许约束的麻省理工学院袋模型的夸克物质状态方程。我们的研究结果表明，发射的引力波的频率和质量，或辐射半径，源的组合知识，允许一个区分奇怪的恒星和中子星和设置严格的边界上的袋常数。
2007-04-02 astro-ph gr-qc
Mixed neutron-star-plus-wormhole systems: Rotating configurations
我们呈现快速旋转的中子星，其中心有虫洞。在广义相对论中，它们出现在鬼标量场中。核物质由多方状态方程描述，得到中子星的真实质量和半径。虫洞的圆周半径很小，最大可达3公里。随着虫洞尺寸的增加，恒星的质量和半径减小，而这些旋转混合中子星加虫洞系统的存在域保留了旋转中子星域的特性。简要讨论了所考虑的混合构型的稳定性问题。
2023-02-25 gr-qc
Imprints of superfluidity on magneto-elastic QPOs of SGRs
我们的数值模拟表明，轴对称的，扭转的，磁弹性振荡的磁星与超流的核心可以解释整个范围内观察到的准周期振荡（QPOs）在巨大的耀斑的软伽马射线中继器。在低频（f<150 Hz）和高频（f>500 Hz）都存在恒定相位的磁弹性QPO，与观测结果完全一致。所需的磁场强度的范围，以配合所观察到的QPO频率同意从自旋下降的估计。这些结果有力地表明，磁星核中的中子是超流体。
2013-04-12 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from neutron star excitations in binary inspirals
在混合中子星-黑洞系统的双星内旋背景下，研究了轨道运动对中子星振荡模的激发。我们研究了一般的偏心轨道，并表明潮汐相互作用可以激发的f-模式振荡的恒星通过计算的能量和角动量沉积到恒星的轨道运动潮汐力通过封闭形式的解析表达式。我们使用最近的微观核状态方程研究冷中子星的f-模式振荡，并计算它们对发射的引力波的影响。
2017-05-12 gr-qc
Mixed neutron-star-plus-wormhole systems: Equilibrium configurations
我们研究引力约束，球对称平衡配置组成的普通（中子星）的物质和幻影/鬼标量场，它提供了非平凡的拓扑结构的系统。对于这样的混合配置，我们证明了静态，定期，渐近平坦的广义相对论解的存在性。基于能量方法，我们讨论了不同尺寸的虫洞喉道的稳定性与中子物质核密度的关系。
2012-06-24 astro-ph.SR 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
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
Mixed neutron-star-plus-wormhole systems: Linear stability analysis
我们考虑的配置组成的一个中子星与虫洞的核心。虫洞由一个具有四次耦合的鬼标量场保持开放。中子物质可以用理想流体描述，其状态方程是多方的。我们得到了这些系统的静态正则解。然而，稳定性分析表明，他们是不稳定的线性扰动。
2013-06-02 astro-ph.SR 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
Mixed configurations of tensor-multi-scalar solitons and neutron stars
本文考虑一类特殊的有质量张量-多标量引力理论，其目标空间度规允许Killing场具有周期流。对于这样的张量多标量理论，我们表明，存在混合配置的tenor-multi-scalar孤子和相对论（中子）星。在两种显式标量张量理论下，研究了目标空间曲率对混合组态结构的影响。检验了所得致密物体的稳定性，结果表明，与纯中子星或纯张量多标量孤立子相比，稳定区域跨越更大的中心能量密度和标量场中心值。
2019-09-01 astro-ph.HE gr-qc
Neutrino Flavor Transformation in Neutron Star Mergers
本研究首次开展纳入中子星并合中多种成因中微子味转换的数值相对论模拟，发现味转换会影响并合遗迹的组成结构及引力波信号，还会显著影响抛射物组成与核合成产额。
2025-08-01 astro-ph.HE gr-qc
Continuous Gravitational Waves and Magnetic Monopole Signatures from Single Neutron Stars
未来对来自单个中子星的连续引力波的观测，除了其巨大的天体物理学意义外，还可以揭示基础物理学和奇异粒子状态。其中一个途径是基于磁场引起中子星变形，从而导致磁场诱导的四极椭圆率。如果磁轴和旋转轴不同，这种四极椭圆性可能会产生持续数十年的连续引力波，并且可以在当前或未来的探测器中观察到。如果毫磁单极子存在的话，那么它们可以在中子星（如磁星）的极端磁场中非微扰地成对产生。这种非微扰产生为中子星磁场提供了一种新的直接耗散机制。通过它们对磁场诱导的四极椭圆率的影响，它们可能会在早期的连续引力波发射中留下印记。我们推测这种可能性在本研究中，通过考虑一些相关的物理学和采取一个非常简化的玩具模型的磁星作为原型系统。初步迹象表明，新诞生的毫秒磁星可能是寻找这种印记的有希望的候选者。偏离传统的演化，和相对突然的功能，在早期阶段的引力波形，不同于其他天体物理的贡献，可以区分这些异国情调的brackets状态的签名。
2019-11-03 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Magnetohydrodynamic simulations of self-consistent rotating neutron stars with mixed poloidal and toroidal magnetic fields
我们首次在完全广义相对论下对具有极向和环向磁场的自洽旋转中子星进行了磁流体动力学模拟。假设理想的传导性、平稳性和轴对称性，计算初始均匀旋转的NS模型。虽然混合场结构的特定几何形状可以延迟或加速解析微扰研究中已知的各种不稳定性的发展，但我们所有的模型最终都屈服于它们。在我们的磁星核心中，差动旋转是自发产生的，经过足够的时间后，它又被转换回匀速旋转。快速旋转的磁星显示出大量的喷出物，这可能是瞬态千诺瓦签名的原因。然而，当我们的模拟结束时，这些磁星的两极并没有出现伽马射线暴所必需的高度准直的螺旋磁场或初期喷流。
2021-10-29 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from isolated neutron stars
中子星内部是极端环境下高密度物理学的奇妙实验室。然而，用标准的电磁观测来探测这个系统是一项具有挑战性的工作，因为辐射往往会被外层和星际介质散射。另一方面，引力波虽然难以探测，但与物质的相互作用很弱，很可能带有恒星高密度内部的清晰印记。特别是，来自孤立中子星的长寿命（即“连续”）信号可以携带变形的特征，可能在核心的晶体外来层中，或者允许研究振荡模式，从而对中子星内部进行引力波星震学。在这篇文章中，我们将回顾目前的连续引力波发射的理论模型，和观测的限制，电磁和引力。最后，我们将讨论未来观测的可能性。
2021-04-07 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
Decoding the Imprints of Energy-Momentum Squared Gravity in Neutron Stars with Machine Learning Analysis
National Institute of Technology, Rourkela（印度国家理工学院鲁尔基分校）；Birla Institute of Technology and Science - Pilani（比拉理工学院皮拉尼校区）
本研究利用机器学习对中子星观测数据分类，验证了能量-动量平方引力（EMSG）的印记，其中随机森林分类器准确率达99.85%，表明ML辅助观测可有效探测修正引力。
2026-09-10 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Signatures of deconfined quark phases in binary neutron star mergers
本文研究了双中子星（BNS）并合中夸克的解除禁闭相变。我们采用一种新的有限温度组分依赖状态方程（EOS），考虑强子与退禁闭夸克之间的一级相变，对BNS并合进行了数值相对论模拟。由于相变导致的状态方程的软化导致合并残余物更紧凑，并在更早的时间坍缩成黑洞（BH）。相变是印在合并后的引力波（GW）信号的持续时间，振幅和峰值频率。然而，这种印记只有在有足够长的残留物的双星中才能检测到。此外，相变不会导致合并后GW峰值频率的准普遍关系的显着偏差。我们还研究了相变对动力学喷出物，剩余吸积盘质量，r-过程核合成产量和相关的电磁（EM）同行的影响。虽然在纯强子模型和具有相变的模型之间存在EM对应物和核合成产额的差异，但这些差异主要归因于两者之间的残余坍缩时间的差异。一个例外是非热余辉所造成的相互作用的最快的组件的动态喷出物和星际介质，这是有系统地推动与相变作为一个结果，他们的经验更加激烈的合并。
2021-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Spin-Precession: Breaking the Black Hole--Neutron Star Degeneracy
致密恒星残骸的合并是LIGO/Virgo引力波探测器的主要目标。人们希望这些合并事件产生的引力波信号可以用于研究恒星残余物的质量和自旋分布，并提供有关黑洞视界和中子星材料性质的信息。然而，有人提出，恒星的质量和自旋在波形中留下的简并性可能使人们无法区分黑洞和中子星。在这里，我们表明，由于自旋-轨道耦合的轨道平面的岁差打破了质量-自旋简并，并允许我们区分标准的中子星和替代的可能性，如黑洞或异国情调的中子星与大质量和自旋。
2014-12-18 astro-ph.HE 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
Impact of ultralight bosonic dark matter on the dynamical bar-mode instability of rotating neutron stars
我们研究了超轻玻色子场暗物质对不稳定的、有棒模不稳定性倾向的差速旋转中子星动力学的影响。为此，我们在广义相对论中进行数值模拟的旋转中子星吸积初始球对称玻色子场云，解决爱因斯坦-（复杂的，大量的）克莱因-戈登-欧拉和爱因斯坦-（复杂的）Proca-Euler系统。我们发现，玻色子场的存在下，可以严重修改的中子星的条模不稳定性的发展，取决于玻色子场的总质量和玻色子粒子的质量。在某些情况下，吸积玻色子场甚至可以通过动态形成保留原始中子星部分角动量的混合（费米子-玻色子）星来抑制棒变形的主导$\ell=m=2$模式。然而，混合星经历了混合棒的发展，导致了显着的引力波发射，与孤立的中子星有很大的不同。我们的研究结果表明，中子星中的暗物质吸积可能会改变预期的棒模不稳定性发射的频率，这将对正在进行的连续引力波的搜索产生重要影响。
2022-07-18 gr-qc
Effects of hyperons in binary neutron star mergers
首次在完全广义相对论下，采用核子和超音速有限温度状态方程（EOS）和中微子冷却对中子星并合进行了数值模拟.研究发现，即使在超子状态方程下，在典型的总质量为\bigodot $\approx$ 2.7M的合并后，也会先形成超大质量中子星，然后坍缩成黑洞（BH）.结果表明超子在黑洞合并后的动力学、黑洞周围环面的形成以及引力波的发射中起着重要的作用。特别地，超子的存在被印刻在GWs中。因此，GW观测将为探索中子星物质的组成提供潜在的机会。
2011-10-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Inferring the neutron star equation of state from binary inspiral waveforms
核密度以上的中子星物质的性质还不清楚。双中子星在螺旋和合并的后期阶段发射的引力波包含中子星状态方程的印记。测量偏离后期螺旋波形的点粒子极限允许通过引力波观测来测量状态方程的性质。这和一个同伴的谈话，由J。里德报告了一个数值波形的比较，从模拟的螺旋中子星双星，计算状态方程与不同的刚度。我们计算的信号强度的波形之间的差异，为各种委托和拟议的干涉引力波探测器，并表明，在1 kHz左右的频率观测将能够测量的紧凑性参数和约束可能的中子星状态方程。
2010-08-11 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the neutron star-black hole merger rate
Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth（宇宙学与引力研究所，朴茨茅斯大学）
本文通过首次考虑自转进动效应，提高了NSBH并合率的搜索灵敏度，从而更精确地约束了本地宇宙中NSBH并合率，并发现其整体率比之前估计的要小16%。
2026-01-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Quadrupole stellar oscillations: The impact of gravitational waves from the Galactic Center
类太阳恒星的声学四极模在受到宇宙某处产生的引力波的扰动时振动。在这里，我们计算的引力波的这些恒星的声谱上的引力事件发生在位于银河系中心的超大质量黑洞附近的印记。我们发现，在大多数情况下，低阶四极子模式的引力波的影响并不超过目前可探测的观测阈值，尽管这应该是下一代近红外观测站和星震学卫星任务所能达到的。同样，我们发现，这是可能的后续合并的二进制大啁啾质量的结束阶段，因为这些现象有一个独特的印记在光谱的类日恒星依次影响几个低阶四极模式。此外，我们还讨论了由两颗白矮星、两颗中子星、两个黑洞或一颗致密星和一个大质量黑洞组成的不同类型的双星系统在声谱上的不同印记。
2017-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Constraining equation of state of neutron star using neutron star-black hole mergers
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本研究利用Bilby框架分析NSBH并合引力波数据，发现未来探测器需至少20次并合事件，方可清晰区分中子星物态方程。
2026-09-01 astro-ph.HE gr-qc
Will black hole-neutron star binary inspirals tell us about the neutron star equation of state?
在黑洞-中子星双星系统生命的最后阶段产生的强大潮汐力可能会严重扭曲，甚至可能破坏恒星。这两种现象都将在发出的引力辐射中留下关于恒星结构的特征。然而，来自中断的信息仅限于非常高的频率，检测器不是很敏感。因此，我们评估是否缺乏潮汐畸变校正的数据分析管道将影响检测的inspiral部分的信号，以及这些是否可能产生信息的状态方程的物质在核密度。使用最近的后牛顿表达式和现实的状态方程来模拟这些情况下，我们发现，点粒子模板是足够的黑洞-中子星吸气双星的检测，与信号的损失低于1%的第二代和第三代探测器。这样的探测也许能够约束特别严格的状态方程，但将无法揭示一个中子星的存在与软状态方程。
2011-03-17 astro-ph.HE gr-qc
One-arm Spiral Instability in Hypermassive Neutron Stars Formed by Dynamical-Capture Binary Neutron Star Mergers
利用广义相对论流体动力学模拟，我们发现合并的双中子星可以形成超大质量中子星，经历单臂螺旋不稳定性。我们研究的特殊情况下，动态捕获合并的恒星有一个小的自旋，可能会出现在球状星团，并专注于一个等质量的情况下，自旋与轨道角动量对齐。我们发现，这种不稳定性的发展时，合并后的流体涡导致产生的环形残留物-一种配置，其最大密度发生在一个环周围的质量中心-高涡沿其旋转轴。在$\sim 10$ ms的时间尺度上，不稳定性迅速饱和，其中$m=1$方位角密度多极模式在更高模式上占主导地位。这种不稳定性也在合并后的引力波信号上留下了一个特征印记，如果这种不稳定性在长期存在的残余物中持续存在，就可以检测到。
2015-10-29 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Imprint of entanglement entropy in the power spectrum of inflationary fluctuations
如果暴胀子耦合到填充后暴胀阶段的其他自由度，则这种耦合修改暴胀子\emph{during}暴胀的动力学。我们认为轻费米子汤川耦合到暴胀子作为“不可观测”的自由度集成的总密度矩阵。追踪这些自由度产生一个\emph{mixed}密度矩阵，其时间演化由有效场论描述。我们表明，耦合导致丰富的费米子对生产的超哈勃暴胀子波动，导致\emph{growth of entanglement entropy during inflation}。暴胀子涨落的功率谱特征在于尺度不变性违反$\mathcal{P}(k) = \mathcal{P}_0(k)\,\,\exp\{8\,ξ_k\}$，并对\emph{index and its running directly correlated with the entanglement entropy}进行了修正：$S_{vN} = - \sum_{k} \Big[ \ln(1-ξ_k) + \frac{ξ_k\,\ln(ξ_k)}{1-ξ_k} \Big]$。对于超哈勃起伏，我们发现$ξ_k = -\frac{Y^2}{48π^2}\Big\{2\,N_T\,\ln(k/k_f) + \ln^2(k/k_f)\Big\}$与$Y$汤川耦合，$N_T$的e-折叠的总数在通货膨胀期间，和$k_f$的“枢轴”规模对应的模式，在通货膨胀结束时穿过哈勃半径。
2018-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Tidal deformations of neutron stars: The role of stratification and elasticity
本文讨论了中子星对致密双星系统中潮汐相互作用的响应，这种响应被编码在与诱导形变有关的洛夫数中。这个问题是引力波天文学的兴趣，因为可能有一个可检测的印记的信号，从后期阶段的双合并。以前的工作集中在简单的正压中子星模型，提供了一个了解的作用，恒星的紧凑性和整体密度分布。我们增加现实主义的讨论，发展所需的框架模型恒星不同的组成和弹性地壳。预计这些影响对下一代探测器来说并不重要，但能够量化它们仍然是有用的。我们的研究结果表明（也许令人惊讶）内部分层对Love数没有任何影响。我们还表明，地壳弹性提供了一个（可预见的）小修正现有的模型。
2011-07-04 astro-ph.SR gr-qc
Shear oscillations in the hadron-quark mixed phase
在中子星内部，强子-夸克混合相是从强子相到夸克相的一级相变。混合相的几何结构强烈地依赖于强子-夸克界面处的表面张力。我们计算了强子-夸克混合相的剪切模量，它是强子-夸克混合相特有的性质之一。作为应用，我们研究了中子星中强子-夸克混合相引起的剪切振荡。我们发现，剪切振荡的频率强烈地依赖于表面张力，与一个固定的恒星质量，基频几乎成正比的表面张力。因此，人们可以通过观测恒星振动，借助恒星质量的信息来估计表面张力的值。
2013-03-18 astro-ph.HE gr-qc
Stability Boundary of Neutron-Dark Matter Mixed Stars
Shanghai University（上海大学）；Shanghai Key Lab for Astrophysics（上海市天体物理重点实验室）；Shanghai Key Laboratory of High Temperature Superconductors（上海市高温超导重点实验室）
严格证明双流体星模型中零频径向振荡模式与静态临界曲线准则的等价性，并推广到多流体系统，发现暗物质混合中子星的稳定构型在三维参数空间中形成曲面，包含具有相同质量和半径但内部组成不同的“双星”。
2026-08-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Tidal effects in gravitational waves from neutron stars in scalar-tensor theories of gravity
本研究对标量-张量引力下中子星双星并合引力波的潮汐效应展开计算，推导了一阶近似下的振幅模式与相位演化，量化了高斯耦合相关的潮汐效应，发现该理论下净潮汐引力波印记通常小于广义相对论结果。
2025-08-01 gr-qc
Torsional oscillations of magnetized neutron stars with mixed poloidal-toroidal fields
在迄今为止观测到的三个软伽马射线中继器巨型耀斑中发现的准周期振荡被解释为恒星磁场剧烈重排后的星震引起的地壳振荡。基于这些观测结果，我们研究了磁场几何形状对磁化中子星扭转振荡频率的影响。我们使用现实的列表状态方程的核心和地壳的恒星和模型的磁场作为一个偶极子加上一个环形组件，使用相对论的梯度Shafranov方程。扭转模态的频率是由Cowling近似下的线性摄动方程所构成的特征值问题的数值解得到的。我们的研究结果表明，这些恒星的星震学变得复杂的退化的频率，由于大的相关参数空间。然而，我们能够提出一个可测试的方案，其中的磁场的重新排列导致的频率的演变。最后，我们发现，有一个磁场配置，最大化的能量在扰动的线性顺序，这可能与触发的巨大耀斑。
2019-09-12 astro-ph.HE gr-qc
The sum of Love: Exploring the effective tidal deformability of neutron stars
在中子星双星螺旋上升的后期，有限尺寸效应开始发挥作用，核上密度物质的潮汐变形能力在引力波信号上留下了印记。正如在GW 170817的例子中所证明的那样，这导致了对中子星半径的约束（从而也导致了状态方程）。更深入地了解潮汐响应需要分析物质的状态和组成。虽然这些方面可能不会产生巨大的影响，但随着观测数据变得更加精确，它们可能会导致系统性影响，需要牢记这一点。作为朝着这个方向迈出的一步，我们探讨了物质组成的作用，这可能是保持“冻结”在双螺旋的后期阶段。我们提供了第一次深入分析的问题，包括如何组成的有效潮汐变形能力的影响估计。这些结果提供了更好的洞察力，了解那些往往被“忽视”的物理学方面如何影响双星中子星引力波信号。
2019-06-21 astro-ph.HE gr-qc
Impact and detectability of spin-tidal couplings in neutron star inspirals
来自双中子星合并的引力波信号带有合并体的变形性质的印记，然后是中子星的状态方程。在这些事件中发射的波形的当前模型中，潮汐变形的贡献被编码在一组参数中，潮汐Love数。更精细的模型包括潮汐旋转耦合，由一组额外的参数描述，旋转潮汐勒夫数，出现在波形中的$6.5$后牛顿顺序。对于自旋大$\sim0.1$的中子星，我们表明，忽略潮汐旋转耦合可能会导致第三代引力波探测器的参数估计的显着错误。通过执行Fisher矩阵分析，我们评估旋转潮汐Love数的可测量性，表明它们在波形中的贡献可以由第三代探测器测量。我们的研究结果表明，目前的潮汐变形模型在晚涡应改进，以避免波形系统和提取可靠的信息，从引力波信号观测到的下一代探测器。
2022-04-26 astro-ph.HE gr-qc
Rotational-tidal phasing of the binary neutron star waveform
潮汐力会导致螺旋状的中子星变形，在它们发出的引力波上留下可测量的印记。诱导的恒星多极是一个额外的引力辐射源，并修改轨道动力学，产生轻微的加速合并，表现为相对于点粒子的波形相移。这个潮汐相位的主要部分来自质量四极子，其贡献为第五后牛顿阶（5PN）。电流四极子和质量八极子在高阶上有贡献。对于自旋中子星，自旋和潮汐之间的非线性耦合会产生额外的多极矩。我们计算这些旋转潮汐变形假设恒星旋转缓慢，潮汐弱，准静止。恒星多极矩是从一个渐近平坦的度量中读出的，该度量编码了它们的潮汐响应与黑洞的潮汐响应之间的差异。多极随后插入后牛顿公式的轨道和引力辐射。我们发现，在领先的顺序，旋转潮汐变形作出了6.5PN的潮汐相位的贡献。因此，它们对波形的影响大于质量八极子的影响，在自旋不可忽略的系统中，几乎与电流四极子的影响一样大。
2018-05-04 gr-qc
The anisotropy and magnetic field structure of neutron stars through gravitational wave
School of Physics Science and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
本文通过引力波研究中子星内部结构，利用压力各向异性和磁场配置探测其内部物理特性。
2025-12-03 astro-ph.HE gr-qc
Tidal deformations of neutron stars with elastic crusts
随着引力波探测器首次探测到中子星合并双星，证明考虑中子星的内部结构如何影响它们可以不对称变形的方式是及时的。这种变形可能会在引力波信号上留下可测量的印记，并且可以通过潮汐相互作用或山脉的形成来获得。我们详细的形式主义，描述完全相对论中子星模型与弹性地壳进行静态扰动。这种形式主义为研究中子星变形的各种机制提供了基础。我们提出的正压状态方程和弹性地壳，这使我们能够计算相关的量，如潮汐变形参数的现实模型的结果。我们发现，包含弹性地壳提供了一个非常小的修正潮汐变形。这些结果使我们能够证明在双星螺旋上升期间地壳何时何地开始破裂，我们发现大部分地壳将保持完整，直到合并。
2020-05-12 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gravitational waveforms of binary neutron star inspirals using post-Newtonian tidal splicing
在一个螺旋形的致密双星中，中子星的潮汐变形改变了轨道动力学，在引力波信号上留下了印记。可以通过数值相对论模拟来对这种信号进行建模，但对于许多应用来说，这些方法的计算成本太高。分析后牛顿的治疗是有限的未知高阶非潮汐条款。本文进一步建立在“潮汐拼接”模型中，后牛顿潮汐项“拼接”到黑洞双星的数值相对论模拟。我们改进了以前的治疗潮汐拼接包括球谐模式以外的（2，2）模式，扩大后牛顿的潮汐效应的表达式为2.5阶，包括动态潮汐校正，并增加了部分治疗的自旋潮汐动力学。此外，而不是数值相对论模拟，我们使用自旋对齐的二元黑洞（BBH）代理模型“NRHybSur 3dq 8”提供BBH波形输入到潮汐切片程序。这使我们能够构建自旋对齐的，螺旋式的TaylorT 2和TaylorT 4拼接波形模型，可以快速评估。这些模型与现有的双中子星和黑洞-中子星模拟进行了测试。我们实现了TaylorT 2剪接模型作为“NRHybSur 3dq 8”的扩展，创建了一个我们称之为“NRHybSur 3dq 8 Tidal”的模型。"
2020-07-09 gr-qc
Future Prospects for Probing Scalar-Tensor Theories with Gravitational Waves from Mixed Binaries
双星与一个黑洞和一个中子星的极端引力碰撞为广义相对论提供了极好的检验。在这里，我们研究如何以及可以约束理论超越广义相对论与额外的标量场，允许自发标量化的中子星，和那些从弦论的动机。我们发现，如果黑洞质量足够小，现有的边界可以改善与当前的引力波探测器。随着未来的检测，边界将进一步提高许多数量级，特别是通过组合多个事件。
2020-01-20 astro-ph.HE gr-qc
Black hole-neutron star mergers using a survey of finite-temperature equations of state
每一个来自黑洞-中子星合并的潜在信号都应该包含一个中子星状态方程的印记：引力波通过它对潮汐扰动的影响，千诺瓦通过它对喷出物的影响，伽马射线暴通过它对残余盘的影响。这些影响进行了研究，通过数值模拟和量化的半解析公式。然而，这些公式所基于的大多数模拟都使用状态方程，而没有有限的温度和成分依赖的核物理。在本文中，我们模拟黑洞-中子星合并的变化都中子星质量和状态方程，使用三个有限温度核模型的变化刚度。我们的模拟在很大程度上证明了喷出物性质的公式是正确的，但没有发现预期的磁盘质量对中子星压缩的依赖性。我们跟踪早期的吸积盘的演变，主要是由冲击和回落流入驱动，并发现显着的状态方程的影响，这个早期的中微子亮盘的结构。
2018-04-25 astro-ph.HE gr-qc
Topological Shell Structures in Neutron Stars: Effects on Equilibrium, Oscillations, and Gravitational-Wave Signatures
Raghunathpur College（拉古纳特普尔学院）；National Institute of Science Education and Research, An OCC of Homi Bhabha National Institute（国家科学教育与研究所）
研究中子星内部拓扑壳对平衡、振荡及引力波特征的影响，通过稳定性分析和引力波观测参数比较，揭示其潜在可观测信号。
2025-12-02 astro-ph.HE gr-qc
Neutron stars and the cosmological constant problem
在广义相对论框架内提出允许QCD和真空能量相变的中子星内部新模型，探究真空能量跃变对中子星质量-半径关系、潮汐形变率及I-Love-Q关系等性质的影响。
2025-01-31 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
Monster Shocks, Gamma-Ray Bursts, and Black Hole Quasi-normal Modes from Neutron-star Collapse
本研究通过首个坍缩磁陀星磁层磁流体动力学模拟，提出一种非准直延迟伽马射线暴新机制，发现坍缩激发的外向流会受新生黑洞铃振调制，印刻千赫兹准正态模，为并合引力波提供高能对应体。
2024-10-09 astro-ph.HE gr-qc
