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
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
From mergers to collapse: scalarisation dynamics in neutron star binaries
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；University of Hamburg（汉堡大学）；Universitat de les Illes Balears（巴利阿里群岛大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）
本文首次在爱因斯坦-标量-高斯-博内特引力中研究双中子星并合的非线性演化，揭示了标量化不稳定性导致的超质量中子星残骸坍缩增强现象。
2026-02-11 gr-qc
Revised Relativistic Hydrodynamical Model for Neutron-Star Binaries
我们报告的数值结果，从一个修订的流体动力学模拟的双中子星轨道附近合并。我们发现，最近确定的修正弗拉纳根显着减少，但不消除中子星压缩效应。虽然修正后的模拟结果表明，对于给定的总轨道角动量，压缩减小了，但最内侧最稳定的圆形轨道移动到更近的分离距离。在这些较近的轨道上，对于足够软的EOS来说，在合并之前仍然可能有显著的压缩甚至坍缩。在校正的模拟减少压缩是一致的，与其他最近的研究刚性无旋双星在准平衡，其中的压缩效果被观察到是小的。这种修正的另一个重要影响是，推导出的双星轨道频率现在与后牛顿理论的预期更加一致。
1999-11-11 gr-qc
Comment on "Instabilities in Close Neutron Star Binaries"
在最近的《物理评论快报》中，威尔逊和马修斯对两颗质量相等的中子星在强引力场中的系统进行了一些有趣的数值计算。特别是，他们估计了他们系统中最内层的稳定圆轨道。在这里，我们指出了他们的结果的一个可能重要的后果：他们计算的配置有总角动量$J$和总质量$M$太大，形成任何克尔黑洞：$J>M^2$，在以前的计算的最里面的稳定的圆形轨道。
1996-01-11 gr-qc
Evolution of Close Neutron Star Binaries
计算了引力辐射驱动下中子星双星向并合的演化。流体动力学效应和广义相对论效应在最后阶段是重要的。轨道运动中包含了所有的修正，直到后$^{2.5}$ -牛顿阶和潮汐效应。该恒星近似于一个简单的牛顿恒星模型，称为仿射星模型。假设恒星的自转和角动量是一致的。我们已经展示了恒星内部结构如何影响恒星形变、自旋变化和双星在接触前的轨道运动。引力波的形成从最后几个革命显着依赖于恒星的结构。
1996-10-17 gr-qc
Black Hole and Neutron Star Binaries: Theoretical Challenges
综述了用广义相对论描述致密天体（中子星或黑洞）双星系统所面临的一些理论挑战。我们回想一下，人们可以用双星的运动和计时理论来检验广义相对论的强场和/或辐射方面的各种方法。本文讨论了双黑洞运动和辐射理论的最新进展。一个强调有效的一体化方法的有用性，在提供一个准分析描述的波形所发射的合并的二元黑洞。
2007-05-22 gr-qc
Coalescence of black hole--neutron star binaries
本文综述了黑洞-中子星双星并合的广义相对论研究现状。首先，综述了准平衡圆轨道黑洞-中子星双星的高精度计算，重点讨论了准平衡序列和质量脱落极限。其次，介绍了黑洞-中子星双星并合的数值相对论模拟的现状。我们总结了我们对合并过程，潮汐破裂及其判据，合并残余物和喷出物质的性质，引力波形和引力波谱的理解。我们还讨论了黑洞的电磁对应物--中子星合并。
2021-10-12 astro-ph.HE gr-qc
Anisotropic mass ejection from black hole-neutron star binaries: Diversity of electromagnetic counterparts
黑洞-中子星双星的合并过程中，当中子星在合并前发生破裂时，可以喷射出质量约为0.01-0.1M_sun的物质。喷出物表现出明显的各向异性，并在一个特定的方向与体积速度约0.2c。这与双中子星合并有很大的不同，后者的喷出物几乎是各向同性的。各向异性喷出物带来了黑洞-中子星双星特有的电磁对应体多样性，如视角依赖性、极化和自行。本文还讨论了黑洞的反冲速度、引力波记忆发射和宇宙线加速等问题。
2013-08-23 astro-ph.HE gr-qc
A post-Newtonian diagnosis of quasiequilibrium configurations of neutron star-neutron star and neutron star-black hole binaries
我们使用后牛顿诊断工具来检验数值生成的非自旋双中子星和中子星-黑洞双星系统的准平衡初始数据集。PN方程包括潮汐相互作用的影响，由中子星的紧凑性和适当的“拱点”常数值来参数化，拱点常数测量恒星受到潮汐力的扭曲程度。我们发现，后牛顿诊断同意与双中子星的初始数据，通常超过百分之零点五，除非潮汐扭曲变得极端。我们表明，差异可以解释为代表小的剩余偏心率在初始轨道。在将诊断结果与中子星-黑洞双星的初步数值数据进行比较时，我们发现不太一致。
2007-09-17 astro-ph gr-qc
Bowen-York Type Initial Data for Binaries with Neutron Stars
介绍了一种构造含有中子星成分的双星系统初始数据的新方法。该方法是基于动量约束的Bowen-York解的二元黑洞穿刺初始数据方法的推广。与二元黑洞一样，该方法允许直接从后牛顿近似输入来设置轨道配置，并且只涉及求解哈密顿约束。以双中子星和黑洞-中子星双星在准圆轨道上的演化为例，验证了该方法的有效性。
2016-06-15 astro-ph.CO gr-qc
Probing Formation of Double Neutron Star Binaries around 1mHz with LISA
我们提出了一种新的方法来检验银河系双中子星双星是否在LISA波段形成。在我们的方法中，我们分配一个有效的时间分数$τ$的每一个双中子星的LISA检测到的二进制。这个分数是作为观测到的轨道周期和偏心率的函数给出的，并且在没有带内双星形成的情况下应该均匀分布。应用统计技术，如Kolmogorov-Smirnov测试的实际列表的$τ$，我们可以检查带内二进制形成的签名。我们讨论了这种方法的前景，特别关注银河系双中子星双星在1 mHz附近的可用样本数。
2022-10-10 astro-ph.HE 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
Merger and Mass Ejection of Neutron-Star Binaries
中子星双星和黑洞-中子星双星的合并是地基引力波探测器最有希望的观测源之一，也是一种高能天体物理现象，在GW 170817事件中观测到的引力波和电磁波就说明了这一点。这些中子星双星的合并也是r-过程核合成最有希望的地点。完全广义相对论（数值相对论）的数值模拟是一种独特的方法，理论预测的合并过程，GWs发射，质量喷射过程，并导致EM发射。本文基于最新的数值相对论模拟结果，总结了我们目前对中子星合并和随后的物质抛射过程的认识。我们强调，数值相对论模拟的预测与GW 170817的光学和红外观测基本一致。
2019-08-06 astro-ph.HE gr-qc
Merging Compact Binaries Near a Rotating Supermassive Black Hole: Eccentricity Excitation due to Apsidal Precession Resonance
研究了在一个旋转的超大质量黑洞（SMBH）附近的三重结构中合并致密双星的动力学。我们包括各种广义相对论的影响，耦合的内轨道，外轨道和自旋的SMBH。在引力辐射引起的轨道衰变过程中，内双星会遇到“拱心进动共振”，并经历偏心激发。当内双星的拱点进动速率与外双星的拱点进动速率相匹配时，就会发生这种共振，这种进动由牛顿相互作用和各种后牛顿效应驱动。偏心率激励要求外轨道具有有限的偏心率，并且对于具有小的相互倾斜的三重体是最有效的，与充分研究的Lidov-Kozai效应相反。共振和相关的偏心率增长可能发生在双星发射低频带的引力波时，并且可能被未来的天基引力波探测器探测到。
2020-07-14 astro-ph.HE gr-qc
Search for Neutron Star Binaries in the Local Group Galaxies Using LISA
讨论了激光干涉散射在探测LMC和M31等本星系群中中子星双星中的应用前景。利用最近估计的星系合并率$ {\rm 1540 \, Gpc^{-3}yr^{-1}}$，并将基于$B$波段星系光度的传统参数逆推，我们估计了本星系中NSB的频率分布。我们发现，经过10年的观察，其目前的设计灵敏度，LISA可能会发现$\sim 5$ NSB在LMC和M31的信噪比大于10。一些NSB可能在LMC内三维定位良好。这些二进制文件将有助于研究各种主题，包括r-过程元素的起源。
2019-09-03 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for gravitational-wave observations of neutron-star tidal disruption in neutron-star/black-hole binaries
对于一个吸气的中子星/黑洞双星（NS/BH），我们估计了NS潮汐破裂开始时的引力波频率f_td。我们的NS模型作为一个潮汐扭曲的，均匀的，牛顿椭球体上的圆形，赤道测地线周围的克尔BH。我们发现f_td强烈地依赖于NS半径R，并估计LIGO-II（ca. 2006-2008年）可能在140 Mpc（根据目前的估计，大约每年1次事件）测量R到15%的精度。这表明LIGO-II可能从潮汐破裂波中提取有关NS状态方程的有价值的信息。
2000-04-19 astro-ph gr-qc
Innermost Stable Circular Orbit of Inspiraling Neutron-Star Binaries: Tidal Effects, Post-Newtonian Effects and the Neutron-Star Equation of State
我们研究了中子星状态方程如何影响合并附近的吸入中子星双星的运动方程的动力学不稳定性的发病。相对论效应和牛顿潮汐效应的结合导致恒星开始它们最后的、快速的、动力学不稳定的合并，此时恒星仍然很好地分离，轨道频率为$\approx$ 500周/秒（即引力波频率约为1000赫兹）。动力学不稳定性发生的轨道频率（即最内侧稳定圆轨道的轨道频率）对中子星状态方程（特别是恒星的质量半径比$M/R_o$）表现出适度的敏感性。这表明，关于核物质状态方程的信息被编码在合并前发射的引力波中。
1996-09-05 astro-ph gr-qc
Reducing orbital eccentricity in initial data of black hole--neutron star binaries in the puncture framework
本文发展了一种在穿刺框架下计算黑洞-中子星双星低偏心率初始数据的方法，扩展了前人对其它类型致密双星的研究。除了调整双星的轨道角速度外，还通过修改用于推导流体静止平衡方程的螺旋Killing矢量来引入中子星的接近速度。接近速度的黑洞，然后诱导通过要求消失的总线性动量的系统，不同的情况下，二元黑洞的穿刺框架中的每个黑洞的线性动量是明确规定的。我们成功地降低轨道偏心率~0.001通过修改参数迭代使用模拟的~3轨道的非旋进和旋进的配置。我们发现，在切除框架中导出的双黑洞的经验公式不减少轨道偏心率~0.001黑洞-中子星双星的穿刺框架中，虽然他们的工作的双中子星。
2021-01-06 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waveforms from SpEC simulations : neutron star-neutron star and low-mass black hole-neutron star binaries
数值模拟得到的引力波形是测试和分析校准用于研究合并致密物体性质的波形模型的关键工具。在本文中，我们提出了一系列的高精度波形产生的SpEC代码系统涉及至少一个中子星。我们提供了第一次波形与亚弧度精度超过20个周期的低质量黑洞-中子星二进制文件，包括二进制文件与非旋转的对象，和二进制文件与快速旋转的中子星，最大限度地影响引力波信号的近共振增长的基本激发模式的中子星（f-模式）。我们还提供了第一次与SpEC高精度中子星-中子星波形。这些波形作为SxS目录的一部分公开提供。我们将我们的结果与目前在数据分析管道中实现的分析波形模型进行比较。对于大多数模拟，模型位于合并前最后几个轨道的预测数值误差之外，但没有显示出与数值结果的系统偏差：比较不同的模型似乎提供了合理的建模误差估计。唯一的例外是使用快速反向旋转的中子星的等质量模拟，以最大限度地提高f-模式的激发的影响，所有的模型表现不佳。然而，这是预期的，因为即使是考虑f-模式激发的单一模型也忽略了中子星自旋对f-模式激发频率的显著影响。
2018-12-17 astro-ph.HE gr-qc
Initial data for black hole-neutron star binaries: a flexible, high-accuracy spectral method
提出了一种新的数值方法来求解黑洞-中子星双星系统的初值问题。该方法利用了初始数据的多域谱表示的灵活性和快速收敛性，以相对较低的计算成本构建高精度的解决方案。我们提供的方法的收敛性测试孤立中子星和无旋双星。在第二种情况下，我们表明，我们可以解决小的不一致，是准平衡制定的一部分，这些不一致是显着小于在以前的作品中观察到的。产生各种各样的初始数据的可能性也表明，通过两个新的配置的启发，从二进制黑洞的结果。首先，我们表明，选择一个修改后的克尔-Schild共形度规，而不是一个平坦的共形度规允许建设的准平衡双星与旋转黑洞。其次，我们在低偏心率轨道上构造双星，这比准平衡系统更接近天体物理学双星。
2008-06-30 astro-ph gr-qc
Accurate and realistic initial data for black hole-neutron star binaries
本文研究由一个黑洞和一个中子星组成的致密双星的计算。这些物体被假定在精确的圆形轨道上。对Einstein方程进行了标准的3+1分解，并采用共形平坦近似.得到的椭圆型方程组的多域谱方法求解。结果与以前的工作进行了比较，无论是在高质量比的限制和一个中子星与非常低的紧凑性参数。本代码的准确性被证明是大于与以前的代码。此外，首次提出并讨论了包含一颗实紧中子星的序列。
2007-05-22 astro-ph gr-qc
Rapidly Rotating Neutron Stars in Dilatonic Einstein-Gauss-Bonnet Theory
我们构造了一系列的快速旋转中子星的爱因斯坦-高斯-邦纳理论，采用两个状态方程的核物质。我们分析了这些中子星的物理性质对高斯-邦纳耦合强度的依赖关系。对于一个给定的状态方程，我们确定快速旋转的中子星的物理相关的域，这是由一组的中子星旋转开普勒极限，一组的中子星沿长期不稳定线，和一组静态的中子星。与爱因斯坦引力相比，高斯-邦纳项的存在减少了这个区域，导致最大质量的值更低，中心密度也更小。对于快速旋转的中子星，四极矩被高斯-邦内项减小，而对于慢速旋转的中子星，四极矩被高斯-邦内项增大。在广义相对论中发现的四极矩和转动惯量之间的普适关系似乎可以扩展到爱因斯坦-高斯-邦纳理论，几乎不依赖于高斯-邦纳项的耦合强度。中子星带有少量的负电荷。
2016-01-21 gr-qc hep-th
New quasi-universal relations for static and rapid rotating neutron stars
在过去的几十年里，人们提出了许多中子星的不同全局物理量之间的普适关系，以约束中子星的不可观测或难以观测的性质。但很少有与引力红移或引力结合能有关的，特别是对于快速旋转的中子星。在这里，我们将集中讨论与这两个量有关的普遍关系。基于正常或混合中子星微观核多体理论预言的11个状态方程，提出了静态、一般转动和开普勒转动3种转动情况下的一组新的准普适关系.这些新的准普适关系为约束或估计中子星的不可观测或难以观测的性质提供了一种可能的途径。
2020-08-07 astro-ph.HE gr-qc
A relativistic formalism to compute quasi-equilibrium configurations of non-synchronized neutron star binaries
本文将理想流体动力学的广义相对论欧拉方程应用于两颗相互绕轨道运行的中子星系统。在该系统演化的准平衡阶段，对于中子星流体的某些速度场，包括相对于轨道运动共转（同步双星）的（学术）情况和相对于轨道运动反转的实际情况，可以导出运动的第一积分。导致后一种配置的速度场可以通过求解三维矢量和标量泊松方程来计算。
1997-10-06 astro-ph gr-qc
Inverse Structure Problem for Neutron-Star Binaries
LIGO/Virgo频段的引力波探测器能够测量中子星双星系统的单个质量和复合潮汐形变率。本文论证了从双星系综中对这些量的高精度测量原则上可以用来精确地确定高密度中子星状态方程。该分析假设所有中子星具有相同的热稳定状态方程，但没有对复合潮汐变形性进行简化近似，也没有对高密度状态方程进行额外的假设。
2018-08-09 astro-ph.HE gr-qc
Quasiequilibrium sequences of black-hole--neutron-star binaries in general relativity
通过求解广义相对论的约束方程，采用共形薄三明治分解方法，构造了任意质量比的黑洞-中子星双星的准平衡序列.我们将中子星模拟为一个满足相对论流体力学方程的定常多变体，并通过在切离球表面（视视界）施加平衡边界条件来解释黑洞。在本文中，我们专注于无旋配置，这意味着中子星和黑洞都是近似非旋转的惯性系。本文给出了多方指数n=1，质量比M_{irr} ^{BH}/ M_{B} ^{NS}=5，中子星致密化M_{ADM,0} ^{NS}/R_0=0.0879的双星系统的结果，其中M_{irr} ^{BH}是黑洞的不可约质量，M_{B} ^{NS}是中子星的重子静止质量，M_{ADM,0} ^{NS}和R_0分别是孤立的中子星Arnowitt-Deser-Misner质量和面积半径。我们的模型代表了爱因斯坦约束方程的有效解，因此可以作为黑洞-中子星双星动力学模拟的初始数据。
2006-09-15 astro-ph gr-qc
Probing the incompressibility of nuclear matter at ultra-high density through the prompt collapse of asymmetric neutron star binaries
利用250个中子星并合的微观物理模拟，我们首次探讨了核不可压缩性在不同质量比双星瞬发坍缩阈值中的作用。我们表明，即时崩溃阈值的观测，无论是从二进制与两个不同的质量比或与一个质量比，但结合知识的最大中子星质量或紧凑性，将限制在最大中子星密度，$K_{\rm max}$，在百分之几十的不可压缩性。这种用其他方法无法得到的对$K_{\rm max}$的测量可能揭示出中子星内部超子或夸克的存在。
2022-05-17 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Are Post-Newtonian templates faithful and effectual in detecting gravitational signals from neutron star binaries?
计算了由一个中子星和一个质点组成的双星系统的引力信号与后牛顿模板的重叠函数。对不同的恒星模型和不同的探测器进行了计算，以估计PN模板的有效性和可靠性，并确定匹配滤波技术是否可能提取与中子星内部结构有关的效应。
2002-08-05 astro-ph gr-qc
Neutron star tidal disruption in mixed binaries: the imprint of the equation of state
研究了黑洞-中子星并合双星中中子星的潮汐破裂。我们计算的临界轨道分离时，恒星被黑洞的潮汐场的状态方程描述的物质内部的中子星，并为一个大的二元参数。当破坏发生在恒星到达最内侧稳定圆轨道之前时，由系统发射的引力波（GW）信号预计将表现出截止频率nu_GWtide，这是波形的一个显著特征。我们评估nu_GWtide，并表明，如果这个频率将被发现在一个检测到的引力波，它将允许确定中子星半径的误差为百分之几，提供有价值的信息在恒星核心的物质的行为。
2010-03-16 astro-ph.SR gr-qc
Black Hole-Neutron Star Binaries in General Relativity: Quasiequilibrium Formulation
本文提出了一种新的数值方法来构造黑洞-中子星双星的准平衡模型。我们解决了广义相对论的约束方程，共形薄三明治形式主义分解，连同中子星物质的欧拉方程。我们采取的系统是固定在一个共转框架，从而假设存在一个螺旋Killing矢量。我们解决这些耦合方程的背景度量的克尔-Schild黑洞，这占中子星的黑洞的同伴。在本文中，我们采用多方状态方程的中子星物质，并假设大的黑洞--中子星的质量比。这些简化使我们能够专注于强场，黑洞同伴的存在下的准平衡中子星模型的建设。我们总结了几个代码测试的结果，与牛顿模型进行比较，并在一个完全相对论的框架中定位潮汐扰动的发生。
2004-07-20 astro-ph gr-qc
Exact Solution for the Exterior Field of a Rotating Neutron Star
本文给出了仅含有理函数的Einstein-麦克斯韦方程组的一类四参数精确渐近平坦解。它可以用极向磁场描述慢转或快转中子星的外场。
2000-01-25 astro-ph gr-qc
Tidal interaction in compact binaries: a post-Newtonian affine framework
基于后牛顿展开和仿射近似，我们发展了一种半解析方法来模拟黑洞-中子星或中子星-中子星双星合并过程中中子星的潮汐形变.我们的方程描述，在一个统一的框架内，系统的轨道演化，和中子星变形。这些都是由潮汐张量驱动的，我们将其展开为1/c^3后牛顿阶，包括自旋项。我们测试的理论框架，模拟黑洞-中子星合并的质量脱落，我们确定通过比较的形状与罗氏瓣的恒星。我们验证我们的方法通过比较我们的结果与完全相对论，数值模拟。
2012-03-19 astro-ph.SR gr-qc
Black hole-neutron star binaries in general relativity: effects of neutron star spin
我们提出了广义相对论，准平衡黑洞-中子星双星的新序列。我们解决了引力场的共形薄三明治分解的爱因斯坦场方程，耦合到相对论流体静力平衡方程的理想流体。我们通过在史瓦西黑洞的背景度规中求解这些方程来解释黑洞，史瓦西黑洞的质量比中子星的质量大得多。背景度量在Kerr-Schild以及各向同性坐标中处理。对于中子星，我们假设多方状态方程的绝热指数γ =2，并求解无旋和共旋组态。通过比较相同背景度规下的无旋位形和同步位形的结果，我们得出旋转对潮汐破裂位置的影响仅为百分之几的量级。背景中的不同选择也导致了几个百分点的差异，这可能是这些配置近似准平衡的水平的指示。
2007-10-24 astro-ph 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
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
Quasiequilibrium black hole-neutron star binaries in general relativity
在广义相对论中构造了黑洞-中子星双星的准平衡序列.我们解决爱因斯坦的约束方程的共形薄三明治形式主义，受黑洞边界条件施加在表面上的切除球，连同相对论方程的流体静力平衡。与我们以前的计算相反，我们采用了平坦的空间背景几何形状，并且没有假设极端的质量比。我们采用Gamma=2的多方状态方程，并重点研究无旋中子星构型以及近似无旋的黑洞。本文给出了黑洞的不可约质量与中子星的ADM质量之比的数值结果，其中M_{irr} ^{BH}/ M_{ADM,0} ^{NS} = 1，2，3，5和10。我们考虑了重子静止质量M_B^{NS}/M_B^{max} = 83%和56%的中子星，其中M_B^{max}是我们的状态方程所允许的孤立球形星的最大静止质量。对于这些序列，我们找到了潮汐破裂的开始，并在足够大的质量比和中子星压缩的情况下，最里面的稳定的圆形轨道。我们与以前的黑洞-中子星双星的结果进行了比较，发现与三阶后牛顿结果非常吻合，特别是对于大的双星分离。我们还使用我们的结果来估计这些双星的inspiral阶段期间发出的传出的引力辐射的能谱。
2007-10-24 astro-ph gr-qc
The r-mode instability in rotating neutron stars
在这篇综述中，我们总结了目前的理解与旋转中子星中的所谓的r-模式的引力波驱动的不稳定性。我们讨论的r-模式的性质，详细的力学不稳定性及其潜在的天体物理意义。特别是我们讨论的结果有关的新生中子星的自旋演化，r-模式引力波的可探测性和机制限制的吸积中子星在二元系统的自旋速率。
2000-10-27 astro-ph 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
A Semi-relativistic Model for Tidal Interactions in BH-NS Coalescing Binaries
本文用半解析方法研究了黑洞-中子星双星系统中Kerr黑洞对中子星的潮汐效应。采用由相对论恒星结构方程导出的标量势，考虑了相对论效应对中子星自引力的影响。我们计算了黑洞-中子星双星的准平衡序列，以及恒星被黑洞潮汐场破坏的临界轨道间距：后者的量特别令人感兴趣，因为当它大于最里面的稳定圆形轨道的半径时，可能会产生短的伽马射线暴。
2010-03-16 astro-ph gr-qc
The Probability Distribution of Binary Pulsar Coalescence Rate Estimates. II. Neutron Star-White Dwarf Binaries
本文研究了具有白矮星伴星的脉冲双星的统计特性。利用Kim等人（2003）提出的统计分析方法，我们计算了NS-WD双星由于引力波发射而产生的银河系合并速率。我们发现，根据不同的脉冲星星族模型，NS-WD双星的银河系合并速率（R_tot）的最大可能值为0.2- 10个/百万年。对于我们的参考模型，我们得到R_tot=4.11_（-2.56）^（+5.25）每百万年在68%的统计置信水平。这些速率估计没有对脉冲星聚束进行校正，因此，它们被发现比双中子星系统的银河系聚并速率估计小20倍左右。根据我们的速率估计，我们计算的引力波背景，由于合并的NS-WD二进制的激光干涉仪空间天线的频带内的河外距离。我们发现NS-WD双星的引力波背景的贡献是可以忽略的。
2004-08-10 astro-ph 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
Merging neutron star binaries: equation of state and electrodynamics
合并的中子星（NS）双星可能会在这十年内被地基引力波（GW）干涉仪（例如LIGO/VIRGO）探测到，也可能产生电磁辐射，被即将上线的宽视场快速成像望远镜探测到。GWs可以对NS状态方程提供新的约束（包括质量-半径关系和通过共振g模得到的相关核对称能）。本文综述了各种流体动力学（包括平衡和动力/共振潮汐）和电动力学过程中合并NS双星，重点是合并前的阶段。
2012-12-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Eccentric binary neutron star mergers
中子星双星提供了丰富的引力波和合并残留物方面的现象。然而，大多数广义相对论研究都是针对近圆双星进行的，除了正面碰撞。我们提出了第一个数值相对论调查的合并偏心等质量中子星双星探测之间的制度头和圆形。除了由轨道运动产生的引力波，我们发现，该信号还包含一个强大的组成部分，由于恒星振荡（f-模式）引起的潮汐力，扩展了经典的结果为牛顿双星。合并可以导致相当大的磁盘的数量级的10%的总初始质量。
2013-01-08 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Neutron Star Radius with Joint Gravitational-Wave and Short Gamma-Ray Burst Observations of Neutron Star-Black Hole Coalescing Binaries
合并中子星（NS）-黑洞（BH）双星是有希望的引力波（GW）源，将在未来几年内被现有的GW天文台检测到。如果NS在BH最内侧的稳定圆形轨道外被潮汐破坏，可能会形成一个吸积环，这最终可能会为短伽马射线暴（SGRB）提供动力。SGRB的观测与NS-BH合并的引力辐射相一致，这将证实这两种现象之间的联系，也给我们提供了新的见解NS物理。我们提出了一种新的方法来测量NS半径，从而约束NS状态方程使用联合SGRB和GW观察NS-BH合并。我们表明，在联合检测与现实GW的信噪比（S/N）为10的情况下，NS半径可以被约束到$\lesssim\,$ 20%的准确度在90%的置信度。
2020-03-01 astro-ph.HE gr-qc
Evolutions of Magnetized and Rotating Neutron Stars
我们研究了磁化和刚性旋转中子星在一个完全广义相对论的实现理想磁流体力学没有假设的对称性在三维空间的演变。恒星被建模为旋转，磁化多变的恒星，我们研究不同的情况下，研究他们的动力学和稳定性。特别是，我们专注于恒星的稳定性和可能的临界行为。除了其内在的物理意义，我们使用这些演变作为我们的实施，其中包括新的发展，以处理磁化系统的进一步测试。
2010-05-24 astro-ph.SR gr-qc
Hydro-without-Hydro Framework for Simulations of Black Hole-Neutron Star Binaries
本文介绍了一种计算框架，它避免了显式求解流体动力学方程，适合于研究黑洞-中子星双星系统合并前的演化。该方法的实质是构造一个伴有黑洞的中子星模型，并在时空几何演化过程中冻结中子星的内部自由度。我们提出的框架的主要成分，从制定的问题，以适当的计算技术来研究这些二进制系统。此外，我们提出的初始数据集和演化的建设，证明了这种方法的可行性的数值结果。
2006-05-02 astro-ph gr-qc
Using gravitational-wave data to constrain dynamical tides in neutron star binaries
我们讨论的作用，动力学潮汐效应的吸入中子星双星，集中在功能，可能被认为是“未建模”的引力波搜索。为了覆盖可能性的范围，我们考虑i）个别振荡模式与潮汐共振，ii）椭圆不稳定性，其中一对惯性模式与潮汐呈现非线性共振，以及iii）非共振p-g不稳定性，其可能在星中的高阶p和g模式与潮汐非线性耦合时出现。在每种情况下，我们估计的额外的能量损失，需要与动态潮汐，以影响观察到的引力波信号的影响。我们探讨在何种程度上所涉及的中子星物理可以被认为是已知的，以及如何能够使用观测数据来约束理论。
2017-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Universal Relations for the Increase in the Mass and Radius of a Rotating Neutron Star
自转导致中子星的质量和赤道半径增加。质量和半径敏感地依赖于冷的致密物质的未知状态方程（EOS）。然而，由于旋转引起的质量和半径的增加几乎与EOS无关。物态方程的独立性引出了中子星普适性的概念。本文计算了中心密度为常数的旋转中子星序列。我们使用一组随机生成的状态方程，构造简单的修正因子，对非旋转中子星的流体静力平衡方程计算出的质量和半径进行修正。修正因子仅取决于非自转恒星的质量和半径，几乎与状态方程无关。这使得在EOS推理代码中包含旋转中子星的观测在计算上是便宜的。我们还构建了一个映射从测量的质量和半径的旋转中子星到相应的非旋转的恒星。如果测量许多不同自旋的中子星的质量和半径，这种映射就有可能构造出零自旋质量-半径曲线。我们表明，在极地和赤道半径的变化是对称的，在极地半径收缩的速度相同，赤道半径的增长。这种对称性与赤道紧致度（质量与半径之比）在一个等密度序列上几乎是常数的观察有关。
2022-08-08 astro-ph.HE gr-qc
Highly accurate calculation of rotating neutron stars
本文介绍了一种新的谱码，它能以前所未有的精度构造快速旋转恒星的广义相对论模型。作为第一个应用程序，我们重新检查均匀旋转的同质恒星，并比较我们的结果与以前的几个代码。此外，给出了高度扁平旋转体对应的相对论性的代表性例子。
2001-11-20 astro-ph gr-qc hep-th
Charges and Magnetic Fields of the Slowly-rotating Neutron Stars
结合Goldreich-Julian的磁制动机制来解释射电恒星由于自旋下降而产生的亮度，探索至少在理想情况下有多少磁通量实际上可以穿透旋转的中子星的表面是有一定意义的。为了解决这个问题，人们需要弄清楚旋转的中子星上的电荷量和磁场的结构。本文利用Wald的解生成方法，计算了不带电和（微）带电中子星周围的磁场。特别是对于带电的中子星，Wald的论证再次证明了中子星将逐渐吸积电荷直到达到平衡值$\tilde{Q}=2B_{0}J$。然后计算了旋转中子星表面一半的磁通量。当非零吸积电荷的值在$0 < \tilde{Q} \leq 2B_{0}J$范围内时，通过中子星的总磁通量已被证明大于没有吸积电荷时的总磁通量。
2003-09-18 astro-ph gr-qc
Gravitational-wave-driven tidal secular instability in neutron star binaries
我们报道了在中子星双星中存在引力波驱动的长期不稳定性，作用于平衡潮汐。这种不稳定性类似于经典的简正模不稳定性，当主星的自旋超过伴星的轨道频率时，这种不稳定性就会活跃。将中子星建模为牛顿n=1的多面体，我们计算了不稳定的时间尺度，在小的轨道间隔下可以低至几秒，但仍然大于螺旋时间尺度。对轨道和自旋演化的影响也进行了简要的探讨，发现不稳定性减缓了内旋，降低了恒星的自旋。
2019-09-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
A numerical study of the r-mode instability of rapidly rotating nascent neutron stars
本文首次报道了{ \it rapidly}旋转可压缩恒星模型的经典r模数值分析结果。在不考虑慢转近似的情况下，数值求解了牛顿引力场中旋转恒星的线性摄动方程组。得到了制约热年轻中子星转动频率的引力波辐射诱导不稳定性的临界曲线。考虑到中子星的标准冷却机制，我们还给出了中子星在冷却和自旋下降过程中的“演化曲线”。当采用中子星的标准冷却机制时，$1.4M_{\odot}$星的旋转频率降低到100 Hz左右。这一结果证实了采用慢旋转近似的其他作者的结果。
2000-08-10 astro-ph gr-qc
The surface of rapidly-rotating neutron stars: implications to neutron star parameter estimation
中子星内部成分探测器（NICER）目前正在观测旋转中子星表面热点发射的X射线脉冲轮廓，从而能够以前所未有的精度推断其半径。脉冲轮廓模型中的一个关键要素是恒星扁圆形状的分析公式。这些公式需要在一个大的中子星的解决方案，其中涵盖了广泛的状态方程，恒星的紧凑性和旋转频率的合奏拟合。然而，这一过程引入了系统误差的来源，因为（i）拟合不能完美地描述系综中所有恒星的表面，以及（ii）中子星由单个状态方程描述，其对表面形状的影响在拟合过程中被平均。在这里，我们进行了第一次研究这个系统误差，发现证据表明，它是次显性相对于由NICER半径推断的统计误差。我们还发现，NICER目前使用的公式可以用于推断快速旋转的恒星的半径的证据，公式的有效性域之外。此外，我们采用了一种精确的基于几何的方法来定位快速旋转中子星的数值解的表面，并采用了一个新的高精度公式来描述它们的表面。这些结果可用于需要精确描述快速旋转中子星扁圆表面的应用。
2021-05-05 astro-ph.HE gr-qc
