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
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
Real-Time Detection of Gravitational Waves from Binary Neutron Stars using Artificial Neural Networks
双黑洞合并产生的引力波的突破性发现,以及最近的中子星合并,开启了多信使天体物理学的新时代,并彻底改变了我们对宇宙的理解。人工神经网络等机器学习技术已经改变了许多技术领域,并且在引力波天体物理学中也被证明是成功的,用于探测和表征来自双黑洞的引力波信号。在这里,我们使用深度学习方法来快速识别来自双中子星合并的瞬态引力波信号,这些信号在代表典型引力波探测器数据的噪声时间序列中。具体来说,我们证明了在10万个数据样本上训练的深度卷积神经网络可以快速识别二进制中子星引力波信号,并将它们与噪声和合并黑洞二进制信号区分开来。这些结果表明,人工神经网络的潜力,实时检测引力波信号的双中子星合并,这是至关重要的,及时跟进和详细观察的电磁和天体粒子对应伴随这些重要的瞬态。
2020-02-21 astro-ph.IM astro-ph.SR gr-qc
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
The Mass Distribution of Neutron Stars in Gravitational-wave Binaries
LIGO和Virgo发现的两个中子星-黑洞合并使在引力波中观察到的可能的中子星总数达到6个。我们执行的质量分布的银河系外人口的中子星的第一个推论。与主要作为射电双星被探测到的双峰星系群相反,引力波双星中中子星的质量迄今为止与均匀分布一致,高质量中子星更普遍。引力波群的最大质量与从银河系中的中子星推断出的结果一致,也与从致密物质推断出的结果一致。
2021-11-04 astro-ph.HE gr-qc
Non-radial oscillations of neutron stars and the detection of gravitational waves
我们研究了相对论性中子星的非径向振荡,特别是(基本)f-模式,这被认为是最相关的引力波发射的扰动孤立星。将f模的预期频率与巴西引力波球形探测器Mario Schenberg的灵敏度范围进行比较。
2012-05-09 gr-qc
Weakly bound states of neutrons in gravitational fields
本文研究了中子在引力场中的量子力学行为。本文首先用半经典近似方法,在忽略广义相对论、磁效应和转动效应的情况下,对地球弱引力场中处于弱束缚态的中子作了估计。这一结果被推广到一个例子中,在这个例子中,在小尺度上对牛顿引力定律进行了兰德尔-桑德拉姆修正。应用结果的中子星物理被认为是进一步可能的前景进行了讨论。
2010-12-24 gr-qc physics.atom-ph
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
Testing general relativity using gravitational waves from binary neutron stars: Effect of spins
我们提出了一个贝叶斯数据分析管道,用于测试GR使用引力波信号从合并紧凑的双星,特别是二进制中子星。在这项研究中,我们调查其性能时,考虑到与自旋源。
2013-08-05 gr-qc
Parametric instability induced scalar gravitational waves from a model pulsating neutron star
我们发现了一种新的强标量引力场效应的动力学机制。为了说明这一机制,我们研究了径向脉动模型中子星对标量引力波的参量激发和发射。
2013-01-03 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
Gravitational Phase Transition in Neutron Stars
研究了引力相变的可能性,特别是对于中子星。首先,给出了一个半经典的处理,预测引力伦敦穿透深度为12公里的中子星。第二,这个问题被认为是从金斯堡-朗道的角度来看。预测了引力迈斯纳效应、引力Aharanov-Bohm型效应和引力铁磁型相。最后,场论的考虑预言了引力子在某一临界温度以下的质量项。
1996-11-10 astro-ph gr-qc hep-th
An all-sky search in early O3 LIGO data for continuous gravitational-wave signals from unknown neutron stars in binary systems
我们提出了一个搜索连续的引力波发射的中子星在二进制系统进行的数据从早期的第三次观测运行的先进LIGO和先进的处女座探测器使用半相干,GPU加速,BinarySkyHough管道。研究分析了LIGO探测器最敏感的频段,50 - 300 Hz。双星的轨道参数分为四个区域,包括3 - 45天的轨道周期和2 - 40光秒的投影半长轴。未报告发现。我们使用模拟连续波信号估计搜索的灵敏度,在分析的参数空间中获得迄今为止最灵敏的结果。
2021-05-16 gr-qc
Computation of gravitational waves from inspiraling binary neutron stars in quasiequilibrium circular orbits : Formulation and calibration
用本文提出的一种近似方法计算了准平衡圆轨道上中子星双星的引力波。在该方法的第一步中,我们制备了在准平衡圆轨道上的广义相对论无旋中子星,忽略了引力波。本文采用所谓的三度规共形平坦近似来获得准平衡态。在第二步中,我们计算引力波,在准平衡态的背景时空中求解线性微扰方程。通过与后牛顿引力波的波形和光度的比较,证明了该方法可以得到精确的引力波波形和光度。结果表明,中子星的潮汐形变效应和强广义相对论引力修正了近轨道致密双中子星的后牛顿结果。我们指出,准平衡态的系统误差的大小与共形平坦近似是相当大的密切和紧凑的双中子星。提出了几种提高准平衡态计算精度的方法。
2001-09-07 gr-qc
Improved all-sky search method for continuous gravitational waves from unknown neutron stars in binary systems
本文提出一种针对双星系统中未知中子星连续引力波的改进型全天搜索方法 BinarySkyHou$\mathcal{F}$,相比先前方法具有更高灵敏度和计算效率,有助于实现更广泛灵敏的搜索。
2022-08-05 gr-qc
Deep learning for gravitational wave forecasting of neutron star mergers
我们介绍了深度学习时间序列预测用于双中子星合并的引力波探测。这种方法可以在合并前30秒内在真正的先进LIGO数据中识别这些信号。当应用于GW170817时,我们的深度学习预测方法在合并前10秒识别出这个引力波信号的存在。这种新颖的方法需要单个GPU进行推理,并且可以用作对时间敏感的多信使搜索的早期预警系统的一部分。
2020-10-19 gr-qc
Gravitational Radiation Instability in Hot Young Neutron Stars
我们表明,引力辐射驱动的不稳定性,在热的年轻快速旋转的中子星。这种不稳定性主要发生在l = 2 r模中,并且会通过引力辐射带走快速旋转恒星的大部分角动量。在将一颗年轻中子星冷却到T = 10^9 K(约一年)所需的时间尺度上,这种不稳定性可以将一颗快速旋转恒星的自转速率降低到约0.076 Ω_K,其中Ω_K是发生质量脱落时的开普勒角速度。在较老的较冷的中子星中,这种不稳定性受到粘性效应的抑制,使得较老的恒星通过吸积以更大的角速度旋转。
1998-03-13 gr-qc
Density Discontinuity of a Neutron Star and Gravitational Waves
本文计算了具有密度不连续的中子星的准正常f模和g模,它们可能出现在极高密度下的相变中。我们发现,不连续性将在很大程度上反映在f-模式,g-模式也可能是重要的质量较小的恒星。
2001-08-24 gr-qc
Search for continuous gravitational waves from unknown neutron stars in binary systems with long orbital periods in O3 data
本文在O3数据中搜索长轨道周期双星系统中未知中子星的连续引力波,覆盖新参数空间,未检测到信号,并提高了灵敏度约75%。
2025-05-26 gr-qc
Gravitational Waves from Neutron Stars: A Review
中子星是引力波的极好发射体。将物质挤压到核密度之外会引发奇异的物理过程,其中许多过程会以相对论速度剧烈地转移大量质量,破坏时空并产生大量的引力辐射。我回顾了中子星产生引力波的机制。这包括来自射电和毫秒恒星、磁星、吸积系统和新生中子星的引力波,其机制包括磁和热弹性变形、各种恒星振荡模式和核心超流体湍流。我还专注于从引力波探测中可以学到什么物理学,以及需要进行额外的研究才能充分理解起作用的主要物理过程。
2015-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Accelerated detection of the binary neutron star gravitational-wave background
大多数来自双中子星合并的引力波信号太弱,以至于无法用现有的探测器单独分辨。我们演示了如何使用贝叶斯参数估计来提取亚阈值二进制中子星信号的总体。假设每两个小时合并一个信号,我们发现这个引力波背景可以检测到后,大约三个月的观测与先进的LIGO和处女座在设计灵敏度,与几年使用标准的互相关算法。我们表明,该算法可以区分不同的中子星状态方程使用大约七个月的先进LIGO和处女座设计灵敏度数据。这与标准互相关方法相反,标准互相关方法不能。
2019-08-06 gr-qc
Sagnac-type neutron displacement-noise-free interferometeric gravitational-wave detector
本文提出一种使用Sagnac干涉仪替代Mach-Zehnder干涉仪的新型中子位移无噪声干涉仪(DFI)配置,在相同尺度下灵敏度高于传统中子DFI,适用于空间和通量受限场景。
2024-03-25 gr-qc
Gravitational-wave extraction from neutron-star oscillations
我们比较了不同的引力波提取方法用于三维非线性模拟与线性模拟的扰动的球形时空与物质。我们提出的结果,从完全广义相对论模拟系统组成的振荡和非旋转的恒星发出引力辐射。还显示了关于非线性效应的开始的结果。
2011-08-12 gr-qc
The effect of GREA on the gravitational collapse of neutron stars
广义相对论熵加速度(GREA)提供了一个一般框架,在广义相对论的背景下,研究多种失衡现象,如宇宙后期加速膨胀或星系的形成和宇宙的大尺度结构。在这里,我们分析的条件下,一个恒星的坍缩的简并中子在熵产生的存在下,由于引力坍缩本身。我们发现中子星的最终质量和半径与绝热的Tolman-Oppenheimer-Schmidoff方程的结果相差15个数量级。我们还发现中子星的最小质量是$\sim 1.1\,M_\odot$,最大质量在$2.4\,M_\odot$附近。我们讨论了可能的影响,搜索和解释的二元合并系统,如中子星和中子星-黑洞通过其多信使(引力和电磁波)合并后的排放检测。
2023-02-16 gr-qc
A gravitational-wave perspective on neutron-star seismology
我们提供了一个鸟瞰中子星地震学,其目的是探索与这些对象的极端物理,在引力波天文学的背景下。重点振荡的基本模式,这是一个有效的引力波发射器,我们认为地震方面的一些天体物理学相关的情况下,从瞬态(如脉冲星故障和磁星耀斑),在吸气紧凑的双星和最终合并的对象和不稳定性的动态潮汐作用在孤立的,快速旋转,中子星。其目的不是提供一个彻底的审查,而是介绍(一些)关键的想法,并强调需要进一步注意的问题。
2021-03-18 gr-qc
Displacement-noise-free interferometeric gravitational-wave detector using unidirectional neutrons with four speeds
对于进一步的引力波探测,研究一种降低地基探测器在低频时占优势的各种镜面位移噪声的技术具有重要意义。中子无位移噪声干涉仪(DFI)是在较低频率下消除所有反射镜位移噪声的工具之一。在本文中,我们描述了一个进一步简化的配置中子DFI的中子入射方向。在新的配置中,中子以四种速度以单向入射进入干涉仪,而不是像以前报道的那样以两种速度以相反方向的两个双向入射。中子DFI的这种简化对于原理验证实验是重要的。
2022-11-01 gr-qc
Continuous Gravitational Waves from Isolated Galactic Neutron Stars in the Advanced Detector Era
我们考虑一个孤立的银河系中子星的模拟人口。每颗中子星的旋转频率都是通过电磁波和引力波辐射的结合而演变的。磁场强度决定了偶极辐射,而椭圆率(中子星变形的量度)决定了引力波辐射。通过分析和数值方法,我们评估银河系中子星人口的可探测性和约束银河系中子星的磁场强度和椭圆度参数空间有或没有直接的引力波检测。虽然我们的模拟人口是原始的,这项工作建立了一个框架,未来的努力可以进行。
2012-11-16 astro-ph.HE gr-qc
Gravitationally Driven Electromagnetic Perturbations of Neutron Stars and Black Holes
中子星和黑洞的引力扰动是众所周知的引力辐射源。如果紧凑物体浸没在磁场中或被赋予磁场,则重力扰动将耦合到电磁扰动,并可能触发协同电磁特征。本文对中子星和黑洞的引力和电磁耦合扰动动力学进行了详细的解析计算。我们讨论了在这些情况下探测电磁波的前景,以及这些波提供有关其来源的信息的潜力。
2013-03-22 astro-ph.HE gr-qc
Detectability of continuous gravitational waves from magnetically deformed neutron stars
中子星内部包含着极其强大的磁场。它们的作用是使恒星的形状变形,导致连续的引力波发射。中子星的磁形变取决于其磁场的细节,即其几何形状和强度。此外,它取决于它们的组成,由状态方程描述。不幸的是,磁场的结构和中子星的状态方程都是未知的,并且评估来自中子星的连续引力波的可探测性受到这些不确定性的影响。使用我们最近的结果有关的中子星的磁变形,其质量和半径,并考虑到银河系脉冲星人口,我们评估连续引力波的可探测性从银河系中的脉冲星-描述的现实的状态方程,目前允许的观测和核物理约束-由引力波探测器。
2021-10-12 astro-ph.HE gr-qc
Joint LIGO and TAMA300 Search for Gravitational Waves from Inspiralling Neutron Star Binaries
我们使用LIGO和TAMA 300在2003年初的数据,从吸入中子星双星的重合引力波信号搜索。使用一个简单的触发交换方法,我们进行了一个相互合作的符合搜索的时候,TAMA 300和只有一个LIGO网站的操作。我们没有发现任何引力波信号的证据。在90%的置信水平下,我们对质量在1 ~ 3 M太阳之间的双星中子星合并速率的观测上限为每个银河系等效星系每年49颗中子星。在此搜索过程中开发的方法将在未来的网络螺旋分析中找到应用。
2006-10-06 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
Gravitational waves from hot young rapidly rotating neutron stars
引力辐射驱动年轻快速旋转的中子星的r模不稳定性。这种不稳定性预计会通过引力辐射带走恒星的大部分角动量,使恒星以大约100 Hz的速度旋转。在本文中,我们以一种简单的方式模型的发展不稳定性和演化的中子星在长达一年的自旋下降阶段。这使我们能够预测由此产生的重力波形的一般特征。我们表明,在室女星系团中形成的中子星可以被LIGO和VIRGO引力波探测器探测到,当它们达到“增强”的灵敏度水平时,如果开发出接近最佳的数据分析技术,振幅信噪比可能高达约8。我们还分析了宇宙中中子星形成的r模辐射产生的引力波的随机背景。假设相当一部分中子星出生时的自旋频率接近它们的最大值,那么这个随机背景的能量密度大约是宇宙学闭合密度的10^-9,范围在20 Hz到1 kHz之间。这种辐射也应该被“先进”的LIGO探测到。
1998-05-04 gr-qc
Gravitational waves from isolated neutron stars
讨论了孤立旋转中子星的连续波引力辐射。给出了各种已知谱线的一般波形和振幅的数量级。给出了由恒星磁场引起的畸变引起的引力辐射的具体情况。最后讨论了银河系中全部中子星信号的一些初步结果。
1996-05-24 astro-ph gr-qc
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
Perturbative Analysis of Universality and Individuality in Gravitational Waves from Neutron Stars
本文分析了非自转中子星的引力波谱的普适性。我们表明,在轴向振荡模式的普遍性,可以复制一个简单的恒星模型,即离心势垒近似(CBA),它抓住了紧凑型恒星的托尔曼七模型的本质。通过标度坐标对数微扰理论(SCLPT)的建立,我们能够解释和定量预测这种普遍的行为。此外,用SCLPT方法从CBA的准简正模可以得到具有不同状态方程的单个中子星的准简正模。
2005-05-23 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
GPU-Accelerated Searches for Long-Transient Gravitational Waves from Newborn Neutron Stars
提出一种基于GPU和JAX的高效搜索方法,用于探测双中子星并合或超新星产生的新生中子星长暂现引力波,处理速度显著提升且能覆盖大片天区,已部署于LIGO-Virgo-KAGRA O4运行中。
2025-07-10 gr-qc
Gravitational waves from accreting neutron stars
我们发现,在双星系统或Landau-Thorne-Zytkow天体中的吸积中子星是连续引力波发射的良好候选者。它们的引力辐射足够强,可以被下一代具有10^{-23} Hz^{-1/2}典型噪声的探测器探测到。
1996-06-20 astro-ph gr-qc
Anisotropic neutron stars by gravitational decoupling
在这项工作中,我们得到了各向异性的中子星的解决方案,从一个完美的流体配置,已被用来模拟致密物体PSR J 0348 +0432重力解耦。此外,我们考虑同样的解决方案,以模拟脉冲双星SAXJ1808.4 -3658和X射线双星Her X-1和Cen X-3的。我们研究了可接受条件,得到了MGD-变形解与各向同性解服从相同的物理要求。最后,我们得出结论,最稳定的解决方案,根据绝热指数和重力开裂准则,是那些具有最小的紧凑性参数,即SAXJ1808.4 -3658和Her X-1。
2019-08-22 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
Constraining nuclear equations of state using gravitational waves from hypermassive neutron stars
最新的广义相对论模拟结果表明,当中子星的总质量小于一个临界值时,在中子星合并后将形成一颗椭球形的超大质量中子星。来自这种超大质量中子星的准周期引力波的有效振幅为$\sim 6$ --距离为50 Mpc的$7 \times 10^{-21}$,虽然频率很高$\sim 3$ kHz,但它可能足够大,可以被先进的激光干涉引力波探测器探测到。我们指出,这种信号的检测可能会导致约束的EOS的中子星。
2005-04-19 astro-ph gr-qc
Determination of the internal structure of neutron stars from gravitational wave spectra
本文从中子星的引力波谱中推断出中子星的内部结构。迭代应用Tsui和Leung提出的中子星标度坐标对数微扰法的逆格式[Astrophys. J. { \bf 631},495(2005)],我们能够从恒星脉动的准简正模频率确定恒星的质量、半径和质量分布。此外,这种反演方案还可以得到精确的核物质物态方程。本文导出了轴向$w$模振荡的显式公式,并给出了不同状态方程表征的中子星的数值结果。
2006-10-20 gr-qc
Prospect of detecting magnetic fields from strong-magnetized binary neutron stars
本文推导了考虑磁场的双中子星引力波波形,发现电磁相互作用引入频率依赖幂律,第三代观测或可探测约10^17 G磁场下的磁偶极矩。
2023-11-22 gr-qc
Searches for Gravitational Waves from Binary Neutron Stars: A Review
新一代的天文台正在寻找引力波。这些由高度相对论性系统发射的波,一旦被探测到,将为观测宇宙打开一扇新的窗口。对于这些天文台来说,最有希望的引力波来源是在合并前最后几分钟的致密双星。本文简要介绍了中子星双星发射的引力波的干涉探测,包括理论、实现和方法。迄今尚未发现任何此类情况。然而,对合并率的最佳直接观测极限已经确定,仪器和分析方法继续朝着定义引力波天文学新领域的最终目标进行改进。
2007-12-15 gr-qc
Gauge-Invariant Gravitational Wave Extraction from Coalescing Binary Neutron Stars
本文报道了一种提取引力波的方法在三维聚并中子星数值模拟中的应用。我们发现,提取的波形包括对应于四极部分的背景度规的牛顿势的分量,如果它是在离中心恒星不远的位置进行监测。我们提出如何消除它。
2004-04-12 astro-ph 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
Gravitational waves from neutron stars described by modern EOS
利用文献中最新的状态方程计算了中子星(和夸克星)振荡的频率和阻尼时间。我们发现,一些经验关系,连接的频率和阻尼时间的模式的质量和半径的明星,并在文献中推导出的需要修改。
2004-10-28 gr-qc
Constraints on the time variation of the gravitational constant using gravitational-wave observations of binary neutron stars
本文提出了一种利用合并双星中子星的引力波观测来约束引力常量$G$随宇宙时间变化的方法。该方法基本上依赖于这样一个事实,即中子星的最大和最小允许质量在一个特定的宇宙时代有一个简单的依赖于该时代的值$G$。GW在合并时带有$G$价值的印记。因此,如果合并时的$G$值与其当前值有很大不同,那么从GW观测结果推断出的中子星质量将与理论上允许的范围不一致。这使得我们能够对合并时期和当前时期之间的$G$的变化进行限制。利用中子星系统GW 170817的观测数据,我们将合并前后的$G$分数差限制在$-1 \lesssim ΔG/G \lesssim 8$范围内。假设$G$的单调变化,这对应于这些时期之间的$-7 \times 10^{-9}~\mathrm{yr}^{-1} \le \dot{G}/G \le 5 \times 10^{-8}~\mathrm{yr}^{-1}$的平均变化率的界限。未来的观测将严格限制$G$在其他观测所没有探测到的广阔宇宙学时期的偏差。
2021-04-16 gr-qc
Spectral classification of gravitational-wave emission and equation of state constraints in binary neutron star mergers
第一次探测到引力波从一个双中子星合并(GW 170817)和伴随的电磁辐射,令人印象深刻地推进了我们的合并过程的理解,并设置了一些第一个约束的宏观性质的中子星,与高密度状态方程的直接影响。我们讨论的工作,中子星合并集中在合并后的引力波发射。这些研究是基于合并的数值模拟和调查的候选状态方程的中子星物质的大样本。其目标是将可观测量与潜在的物理问题联系起来。这提供了一种通过确定中子星半径来限制高密度物质性质的方法,正如将合并后阶段的主导引力波频率峰值与一定质量的非旋转中子星半径联系起来的经验关系所推断的那样。我们澄清的物理起源的次级峰,并讨论了光谱分类方案,根据它们的相对强度。本文还讨论了主峰和次峰的观测前景。黑洞坍缩的临界质量与非旋转中子星的最大质量和致密性有另一个经验关系,这个关系可以半解析地导出。然后,对GW 170817的观测为典型质量的中子星设定了一个绝对最小半径,这仅仅是基于最少数量的假设。我们讨论了未来的前景,根据目前的引力波探测器的计划升级。
2020-02-04 gr-qc
Demonstrating the feasibility of probing the neutron star equation of state with second-generation gravitational wave detectors
Fisher矩阵和相关研究表明,利用第二代引力波探测器,有可能利用双星涡旋中的潮汐效应来推断中子星的状态方程。在这里,我们提出了这个问题的第一个完全贝叶斯调查。我们模拟了一个现实的数据分析设置进行了一系列的数值实验的二进制中子星信号隐藏在探测器的噪音,假设先进的LIGO-处女座网络的最终设计灵敏度。随着天体物理分布的事件(特别是,均匀的共同移动的体积),我们发现,只有几十个检测将需要达到强约束,即使是在文献中的一些最软的状态方程。因此,直接的引力波探测将为中子星的结构提供一种独特的探测手段。
2013-07-31 gr-qc
Gravitational synchronization in bosonic dark matter admixed neutron stars
研究玻色子暗物质与中子星相互作用,揭示引力耦合导致的振荡模式同步及其对中子星物理和引力波天文的影响。
2026-10-21 gr-qc
Cosmological Gravitational Wave Background from Phase Transitions in Neutron Stars
最近有人提出,由夸克物质相变引起的中子星坍缩可以是频率为kHz的引力波的一个重要来源。我们证明,如果所有中子星中有百分之一经历了这一过程,那么由此产生的宇宙学引力波背景将达到临界密度的10^-10倍。背景将在kHz频率处达到峰值,并且可能具有观测上显著的下降到Hz频率的尾部。它将与其他天体物理背景相当或更高,例如,来自普通核心坍缩超新星,来自快速旋转中子星中的r模式不稳定性,或来自磁星。这种情况与中微子和光子的宇宙学背景是一致的。
2006-02-15 astro-ph gr-qc