On the nature of rapidly fading Type II supernovae
有人认为，具有快速衰减的光变曲线的II型超新星（也称为“超新星”）。IIL型超新星）是具有低质量富氢包层的祖先爆发，其数量级为1 Msun。我们调查的光变曲线性质的超新星从这样的祖先。我们证实，这样的祖先导致迅速褪色的II型超新星。我们发现，超新星的光度从这样的祖先与典型的爆炸能量为1 e 51尔格和56 Ni质量为0.05 Msun可以暂时增加之前不久，所有的氢在信封重组。因此，在其光曲线中会出现凹凸。隆起的出现是因为56 Ni的核衰变产生的热量可以使喷出物中富含氢的层的底部电离，因此光球层可以在那里停留一段时间。我们发现，当爆炸能量较大（>~ 2 e51 erg）、56 Ni质量较小（<~ 0.01Msun）、56 Ni夹杂在喷出物中或母源半径较大时，光变曲线的隆起变得不那么明显。氦在富氢层中的混合使光变曲线下降率变大，但无助于减少光变曲线的凸起。由于我们在光变曲线模型中发现的光变曲线凸起在快速衰落的II型超新星中没有观察到，它们可能不仅具有低质量的富氢包层，而且具有更高的爆炸能量，更大程度的56 Ni混合，和/或比缓慢衰落的II型超新星更大的祖先半径，因此光变曲线凸起不会变得显着。
2015-10-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Effective supernova dust yields from rotating and non-rotating stellar progenitors
INAF/Osservatorio Astronomico di Roma（国家天体物理研究所罗马天文台）；Sapienza School for Advanced Studies（罗马第一大学高等研究院）
本文研究了旋转和非旋转恒星前体在反向冲击波作用后剩余尘埃的质量、组成和粒径分布，发现大颗粒更耐冲击波破坏，非旋转前体在ISM密度0.5 cm⁻³时最大残留尘埃质量为0.02 M☉，占初始尘埃质量的4%。
2025-06-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Interior Matter Estimates of Rapidly Rotating Compact Stars
通过比较不同理论模型下的真实自转频率与观测数据，尝试以自己的方式探索毫秒脉冲星SAXJ1808.4 -3658和可能的亚毫秒脉冲星XTEJ 1739 -285等快速自转致密星的内部成分，从而对致密星的物质组成产生更严格的约束。根据他们的处理方法，SAXJ1808.4 -3658是一颗具有奇异物质的恒星，而XTEJ 1739 -285是一颗混合恒星。
2010-05-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Very Massive, Rapidly Spinning Binary Black Hole Progenitors through Chemically Homogeneous Evolution -- The Case of GW231123
本研究利用MESA模拟低金属丰度超大质量双星的化学均匀演化，证明其可自然形成匹配GW231123黑洞质量与高自旋的前身星，并给出自旋—质量紧密相关关系。
2025-08-29 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
3D Simulations of Magnetoconvection in a Rapidly Rotating Supernova Progenitor
本研究首次模拟了快速旋转16 M_sun超新星前身星壳层燃烧的3D磁流体动力学过程，发现强磁场会抑制对流并快速向外传输角动量导致壳层刚性旋转，从而对毫秒磁星驱动爆发保留核心角动量的可能性提出质疑。
2023-10-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mechanism of r-mode stability in young rapidly rotating pulsars
我们证明，在年轻的快速旋转的类星体的r-模式的稳定性可能会得到解释，如果考虑到强介质修改的核子-核子相互作用，因为在致密的核子物质的软化的π自由度。不需要有效的直接Urca过程。在我们的模型中，观测到的旋转最快的年轻脉冲星PSR J 0537 -6910的质量应该是$\geq 1.8M_{\odot}$。
2014-12-01 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Determining the Structure of Rotating Massive Stellar Cores with Gravitational Waves
恒星核心坍缩产生的引力波（GW）信号包含了大量关于恒星前身星和由此产生的核心坍缩超新星（CCSN）的物理参数信息。我们提出了一种新的方法来限制CCSN祖属性崩溃时使用两个最可检测的GW信号的部分：核心反弹信号和演变的主频率模式从质子中子星。我们专注于核心反弹后，但爆炸前的时期，并调查GWs的预测能力，从旋转CCSNe约束祖星的属性。我们分析了34个二维和4个三维中微子辐射流体动力学模拟恒星核心崩溃的不同的初始质量和旋转速率的祖先。扩展以前的工作，我们验证了紧凑的祖在崩溃与早期的斜坡上升的斜率，并在旋转的情况下，也与核心角动量。结合这一信息与反弹信号，我们提出了一种新的分析方法来限制崩溃前的核心紧凑的祖。由于这些GW特征发生在核心反弹后不到一秒，因此这种分析可以让天文学家甚至在冲击爆发之前预测CCSN的电磁特性。
2021-06-22 astro-ph.HE
Instability windows and evolution of rapidly rotating neutron stars
我们考虑了低质量X射线双星中快速旋转的中子星在r模激发下的不稳定性（类似于地球上由科里奥利力控制的Rossby波）。我们认为，有限的温度效应在超流核心的中子星导致共振耦合和增强阻尼（因此稳定性）的振荡模式在一定的恒星温度。使用一个简单的唯象模型，我们表明，高自旋频率的中子星可能会花费大量的时间在这些“共振”温度。这一发现使我们能够解释LMXB中令人困惑的热快速旋转中子星观测，并预测一类新的热，非吸积，快速旋转中子星，其中一些可能已经被观察到，并暂时确定为静止LMXB（qLMXB）候选者。我们还对中子星的自旋频率施加了一个新的理论极限，解释了吸积毫秒X射线双星统计分析得出的截止自旋频率~730 Hz。除了解释观测结果外，我们的模型还提供了一种新的工具来限制超致密物质的性质，将测量的共振温度与理论预测的共振温度进行比较。
2014-03-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Rapidly rotating pulsar radiation in vacuum nonlinear electrodynamics
本文利用微扰QED方法（后麦克斯韦近似）研究了真空非线性电动力学对快速旋转脉冲星辐射和自旋下降的修正。得到了脉冲星辐射强度的解析表达式，并进行了分析。
2016-10-19 astro-ph.HE
SN 2017czd: A Rapidly Evolving Supernova from a Weak Explosion of a Type IIb Supernova Progenitor
我们提出了快速演变的超新星（SN）2017 czd的光学和近红外观测，显示出氢的特征。光学光变曲线显示出一个短的平台期（PDMATHAMN-带中的PDMATHAMN天），平台期后$\sim 20 \mathrm{days}$中的PDMATHAMO mag迅速下降.下降率大于任何标准SNe的下降率，并且接近快速演变的瞬变。峰值绝对幅度为$V$ -带中的$-16.8$ mag，其在SNe IIP和快速演变瞬变的观测范围内。SN 2017 czd的光谱清晰地显示了氢的特征，并与SNe IIP的光谱相似。然而，H $α$系并不随时间演变，并且在衰退期变得与SNe IIb中的那些相似。我们使用SN IIb祖先计算合成光变曲线，该祖先在零年龄主序处具有16 M $_{\odot}$，并在二元系统中演化。具有低爆炸能量（$5\times 10^{50}$ erg）和低${}^{56}$ Ni质量（$0.003 \mathrm{M}_{\odot}$）的模型可以再现SN 2017 czd中观察到的短平台相以及光变曲线的突然下降。我们的结论是SN 2017 czd可能是第一个被确认的来自SN IIb祖先的弱爆炸。我们认为，一些快速发展的瞬变可以解释这样一个弱爆炸的祖细胞很少富氢信封。
2019-04-04 astro-ph.HE
Rapidly rotating compact stars in Rastall's gravity
在这项工作中，我们研究快速旋转的恒星考虑拉斯特尔引力理论。本文对两种常用的参数化方法得到并求解了这两种方程。然后，质量半径关系，转动惯量和其他感兴趣的结果，并与非旋转恒星的比较。
2022-01-04 astro-ph.HE
The Physical Effects of Progenitor Rotation: Comparing Two Long-Duration 3D Core-Collapse Supernova Simulations
我们分析和确定适度的祖旋转的影响，在核心坍缩超新星的背景下，通过比较两个独立的长期三维模拟的9 M $_{\odot}$祖，一个旋转的初始自旋周期为$\sim$ 60秒和其他非旋转。我们确定这两个模型都爆炸得早，尽管旋转模型爆炸得早一点。尽管有这种差异，渐近爆炸能量（$\sim$ 10 $^{50}$尔格）和剩余中子星重子质量（$\sim$ 1.3 M $_{\odot}$）是相似的。我们发现，原中子星（PNS）的核心可以去质子化和冷却显着更快。很快进入旋转模型的演变，我们目睹了更有力的和扩展的PNS核心对流，在其演变的早期包裹着整个内球，而不仅仅是一个壳。此外，我们还看到了$ν_e$光度和引力波应变的相应偏移，这可能是这一观察到的戏剧性现象的诊断。此外，在反弹之后，旋转模型的最内部区域似乎执行双旋环流。对流PNS区域的旋转诱导的生长可以通过促进实现用于偶极场的实质性生长的临界Rossby数条件来促进发电机机制的核心B场的生长，从而避免了对快速旋转速率的需要以产生显著的偶极场。下一步是探索整个超新星爆炸，动力学和PNS对流及其潜在的作用，在磁星和脉冲星磁场的产生演化的祖连续体的祖质量和自旋的依赖性。
2022-05-03 astro-ph.HE
The rest-frame ultraviolet spectra of GRBs from massive rapidly-rotating stellar progenitors
大质量恒星在其最终爆炸前的性质会在其恒星风和终端激波产生的星周介质（CSM）中留下印记。我们进行了一个详细的，全面的计算的平均光度伽马射线暴（GRB）的时间变量和角度依赖的透射光谱的CSM结构中产生的崩溃的20 Msun，快速旋转，Z=0.001祖星爆炸。我们研究的情况下，金属最初是在气相中，以及在其中，他们被严重耗尽成灰尘的情况。我们发现，只有当金属在GRB爆炸前被严重耗尽成尘埃时，来自硅、碳和铁的低电离态的高速线才最初存在于光谱中。然而，这样的线消失的时间尺度上的几分之一秒的爆发观察轴上，几秒钟的爆发看到在高纬度，使他们的观察几乎是不可能的。相反，在所有条件下，在终端冲击中产生的静止帧线都清晰可见。我们的结论是，时间分辨，早期的光谱是不是一个有前途的方式，可以常规研究的伽玛射线暴祖风的属性。以前在伽玛射线暴紫外光谱中检测到的高速特征必须是由于一个物理上不相关的吸收体的叠加，或者是由于一个具有非常不寻常性质的祖星。
2010-03-19 astro-ph.HE
A Three-Dimensional Exploration of Magnetic Fields, Rotation, and Shock Revival in a $39 M_\odot$ Core-Collapse Supernova Progenitor
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）
本研究通过三维水动力学和磁流体动力学模拟，探讨了快速旋转和强磁场在超新星冲击复兴和喷流形态中的作用，发现磁场和旋转能促进极性喷流的早期形成，但动力学仍保持非轴对称性。
2026-05-18 astro-ph.HE
Asteroseismology of rapidly rotating neutron stars - an alternative approach
本文研究了快速旋转中子星f模的引力波星震学关系。采用了一种与以往研究不同的方法--首先，用转动惯量代替恒星半径，其次，振荡频率和阻尼时间的归一化是不同的。结果表明，在非旋转的情况下，这可能会导致一个更强的状态方程的独立性和我们的目标是推广的静态关系的快速旋转的情况下和值的球形模式数$l\ge2$。我们采用现实的状态方程，涵盖了非常大的范围内的刚度，以更好地检查的关系的普遍性。最后，我们探讨了反问题，即由观测到的引力频率和阻尼时间反演出中子星的参数。事实证明，通过这组新的关系，我们可以使用三个频率以非常好的精度解决逆问题，这在以前的研究中是不可能的，其中还需要阻尼时间。星震学的关系也是特别好的大规模快速旋转的模型，受到长期不稳定性。
2015-07-23 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Thermonuclear explosions of rapidly rotating white dwarfs - II. Detonations
背景：超亮Ia型超新星（SNe Ia）可以用快速旋转的白矮星（WD）的超拉塞卡质量爆炸来解释。在前面的论文中，我们表明，爆燃的情况下，适用于快速旋转的WD产生的爆炸，不能解释大多数的超新星Ia。目的：祖星的旋转允许形成具有较浅密度分层的超rasekhar质量WD。我们使用简单的估计生产的中间和铁族元素在纯爆炸的快速旋转WD评估其可行性，解释罕见的超新星Ia。方法：我们在流体静力学平衡中数值构建WD，根据各种旋转定律旋转。通过考虑密度分层和评价流体动力学模拟的结果来估计爆炸产物。结果如下：我们表明，大量的中间质量元素产生的理论动机的旋转法律，即使是对WD的即时引爆。结论：快速旋转的WD爆炸可能提供了一个罕见的超亮超新星Ia的燃烧物质和爆炸运动学方面的解释。
2009-11-18 astro-ph.HE
Asymmetric core collapse of rapidly rotating massive star
非轴对称特征被发现在一个快速旋转的大质量恒星的核心崩溃，这可能有重要的影响，磁场放大和生产的双极外流，可以爆炸的恒星，以及r-过程核合成和natal踢。一个进化的快速旋转的大质量恒星的崩溃，其次是在三维流体动力学模拟使用的FLASH代码与中微子泄漏。一个旋转的原中子星（PNS）以非零的线速度形成。这可能有助于致密残留物的出生踢。PNS被湍流介质包围，其中高剪切可能放大磁场，这反过来又可以驱动双极流出。PNS附近的富中子物质可能会引起强烈的r过程核合成。快速旋转的PNS具有E> 10 foe的转动能。以类似方式进行的磁星形成将能够通过自旋下降机制在超新星喷出物中沉积一部分能量。这些过程对于由快速旋转的祖星产生的罕见超新星可能很重要，即使在本研究中没有模拟完整的爆炸。
2017-11-30 astro-ph.HE
An Argument for Weakly-Magnetized, Slowly-Rotating Progenitors of Long Gamma-Ray Bursts
本文利用Case-C质量转移的双星演化方法，对X $-$射线双星中的几个黑洞的自旋进行了预测，并得到了三种情况的观测证实。这些黑洞的旋转能量足以为长伽马$-$射线暴和超新星（GRB/HNe）提供能量，并且仍然留下克尔黑洞。然而，这种恒星内部的强磁场和/或发电机效应耗尽了它们核心的角动量，从而阻止了类星体的形成。因此，即使双星可以产生克尔黑洞，它们的大部分旋转都是从恒星地幔获得的，在黑洞形成和旋转之间有很长的延迟。这样的双星不会形成伽玛暴。我们研究所需的条件，以产生伽玛射线暴是否可以满足这样的BH的祖先。潮汐同步和阿尔文时标进行了比较，不同强度的磁场线程He星。一个搜索的磁场范围内，允许潮汐自旋的所有方式在恒星的核心，但防止其慢下来在差分旋转阶段。能量产生一个强大的磁场在核心崩溃，这可能会允许伽玛射线暴中央引擎，也估计。一个观察合理的选择参数被发现（$B \lesssim10^2$ G线程缓慢旋转的他星），这使得铁核心，以保持大量的角动量。因此，Case-C-mass-transfer双星通道能够解释长伽玛暴。然而，在它们的氢燃烧和氦燃烧阶段，祖细胞必须具有低的初始自旋和低的内部磁场。
2013-11-19 astro-ph.HE
In pursuit of gamma-ray burst progenitors: the identification of a sub-population of rotating Wolf-Rayet stars
长伽马射线暴是自宇宙大爆炸以来最强大的宇宙爆炸。虽然已经确定伽马射线暴与大质量恒星的垂死挣扎有关，但它们的祖先的识别已被证明具有挑战性。理论认为旋转的沃尔夫-拉叶星是最佳的候选者，但它们强烈的恒星风笼罩着它们的表面，阻止了对它们旋转的直接测量。幸运的是，线性分光偏振测量法可以用来探测由于恒星旋转而导致的风的扁平化。分光偏振测量调查显示，大多数WR恒星80%具有球对称风，因此旋转缓慢，但也有少数20%显示出指示旋转的分光偏振特征。在这里，我们发现了一个非常显着的WR对象之间的相关性，携带恒星旋转的签名和WR星的喷出物星云的子集，最近才从一个红色的糖巨星或明亮的蓝色可变阶段。由于这些年轻的WR星还没有由于质量损失而自旋下降，它们是迄今为止确定的最佳候选GRB祖先。当我们采用最近公布的WR喷出物星云的数字时，我们发现六颗线效应WR恒星中有五颗被喷出物星云包围。这些统计数据表明，线效应WR星和喷出物星云之间没有相关性的零假设可以在0.0004%的水平上被拒绝。鉴于四个线效应和WR喷出物星云已被光谱证实含有核合成产物，我们认为，相关性是统计上显着的和物理上令人信服的。这意味着我们已经确定了一个WR亚群，满足必要的标准，使伽玛暴。最后，我们讨论了通过极大的望远镜分光偏振识别伽玛暴祖先的潜力。
2011-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Black Hole Formation and Explosion from Rapidly Rotating Very Massive Stars
在轴对称数值相对论中，通过旋转星族III大质量恒星的对不稳定性坍缩，研究了黑洞的形成过程。作为初始条件，我们采用了一个祖星，这是通过演变的质量为$320M_\odot$的快速旋转零年龄主序星（ZAMS），直到它达到一对不稳定区。我们发现，对于这种快速旋转的模型，一小部分的质量，$\sim 10M_\odot$，形成一个环面周围的剩余BH质量$\sim 130M_\odot$和外流驱动的流体动力学效应。我们还进行了模拟，人为地降低了祖星的初始角速度，发现只有一个小的或没有环面形成，没有外流驱动。在考虑粘性和复合效应的情况下，我们讨论了快速旋转模型中残余环面的可能演化情形，并指出如果$\sim 10^{52}$ erg的能量从环面注入到包层中，爆炸的光度和时标可以分别达到$10^{43}$ erg/s和yrs的量级.我们还指出了用地基引力波探测器观测快速旋转模型BH形成的引力波的可能性。
2018-09-27 astro-ph.HE
Stationary resonances of rapidly-rotating Kerr black holes
研究了在快速旋转Kerr黑洞背景下的大质量标量场的Klein-Gordon方程。特别是，我们推导出一个简单的公式，在黑洞时空的静态（边缘稳定）的共振场。解析推导的公式示出同意直接数值计算的共振。我们的结果提供了一个上界的不稳定制度的快速旋转克尔黑洞的大规模标量扰动。
2013-11-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Fundamental properties of core-collapse Supernova and GRB progenitors: predicting the look of massive stars before death
我们研究了太阳金属丰度下单星产生的核心坍缩超新星（SN）的基本性质。我们结合日内瓦恒星演化模型与初始质量的迷你=20-120 Msun与大气/风模型使用CMFGEN。我们提供了合成测光和高分辨率光谱的热恒星在前SN阶段。对于Mini=9-20 Msun，我们使用公开可用的RSG的MARCS模型大气来补充我们的分析。我们采用光谱分类的观测标准，发现大质量恒星，取决于迷你和旋转，结束他们的生命作为红超巨星（RSG），黄超巨星（YHG），明亮的蓝色变星（LBV），和沃尔夫-拉叶星（WR）的WN和WO光谱类型。对于旋转模型，我们获得了以下类型的SN祖细胞：WO 1 -3（Mini <= 32 Msun），WN 10 -11（25 < Mini < 32 Msun），LBV（20 <= Mini < 25 Msun），G1 Ia+（18 < Mini < 20 Msun）和RSG（9 <= Mini <= 18 Msun）。对于非旋转模型，我们发现光谱类型WO 1 -3（Mini>40 Msun），WN 7 -8（25 < Mini <= 40 Msun），WN 11 h/LBV（20 < Mini <= 25 Msun）和RSG（9 <= Mini <= 20 Msun）。我们的旋转模型表明，SN IIP的祖先星都是RSG，SN IIL/b的祖先星是56%LBV和44%YHG，SN Ib的…
2013-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Non-axisymmetric oscillations of rapidly rotating relativistic stars by conformal flatness approximation
采用广义相对论的空间共形平坦近似，提出了一种新的计算快速旋转相对论恒星非轴对称本征模的数值方法。该近似抑制了相对论引力的辐射自由度，场方程被转化为一组椭圆方程。该代码进行了测试，对低阶的F-和P-模式的缓慢旋转的恒星，我们的新代码计算的频率和计算的完整的理论观察到一个很好的协议。整个序列的低阶反向旋转f-模式的计算，这是容易受到引力辐射驱动的不稳定性。
2012-11-07 astro-ph.HE gr-qc
Hadronic matter phases and their application to rapidly rotating neutron stars
中子星通常被认为是具有高密度内部和内核区域的天文物体，其中预计会出现各种强子物质相。一些研究表明，内部结构影响恒星的宏观现象。然而，我们知道恒星的内部结构强烈依赖于状态方程（EOS）。高密度物质的物态方程仍然不清楚，最近的一些观测表明物态方程的限制。理论研究应阐明在高密度和/或高温下的EOS。例如，许多理论研究试图解释快速旋转的中子星的旋转效应（即，（图1）。因此，我们也将我们的EOS应用于快速旋转的恒星。此外，中子星会产生很强的磁场。最近的一些研究表明，这个磁场对EOS施加限制。在本文中，我们集中在内部结构的调查和我们的EOSs旋转的恒星的应用。我们发现，我们的EOS之一是一致的观察，另一个是不一致的。我们还发现了一个重要的关系半径和旋转。
2015-12-28 astro-ph.HE
Variety of disc wind-driven explosions in massive rotating stars. II. Dependence on the progenitor
本研究通过二维流体动力学模拟，系统研究了不同质量与旋转速度的大质量恒星前身星在核心坍缩形成黑洞-吸积盘系统时盘风驱动的超新星爆炸能量、抛射物质量及镍-56产量的多样性，并提出了基于爆炸能量筛选坍缩星前身星的判据。
2024-11-06 astro-ph.HE hep-th
Propagation of Relativistic, Hydrodynamic, Intermittent Jets in a Rotating, Collapsing GRB Progenitor Star
伽马射线暴（GRB）的瞬发具有快速变化的特征，这可能是不稳定中心引擎的直接反映。我们进行了一系列轴对称的2.5维模拟研究传播的相对论性，流体动力学，间歇性射流通过信封的伽玛暴祖星。一个真实的快速旋转的恒星被纳入作为喷流传播的背景，恒星被允许由于中心黑洞的引力而坍缩。通过模拟具有相等开和关持续时间的恒定亮度脉冲的间歇性喷流，我们研究了半周期$T$如何影响喷流动力学。对于相对较小的$T$值（例如0.2 s），射流爆发时间$t_{\rm bo}$取决于射流的张开角，较窄的射流更能穿透并在较短的时间内到达表面。对于$T \leq 1$ s，反向激波在喷流穿透恒星包层之前穿过每个脉冲。因此，在$t_{\rm bo}$的第一组脉冲爆发之后，随后的几个脉冲在穿透恒星之前消失，造成了一个静止的间隙。对于较大的半周期（$T=2.0, 4.0$ s），所有的脉冲都可以成功地穿透包层，因为每个脉冲都可以在反向激波穿过壳层之前穿过恒星。我们的结果可以解释在许多长的伽玛暴的存在下，伽玛暴中央引擎注入半周期$T \leq 1$ s的间歇脉冲的弱前兆。观测数据似乎与这种可能性相一致。
2016-10-13 astro-ph.HE
The Hawking evaporation process of rapidly-rotating black holes: An almost continuous cascade of gravitons
研究表明，快速旋转的克尔黑洞具有无量纲比$τ_{\text{gap}}/τ_{\text{emission}}=O(1)$的特征，其中$τ_{\text{gap}}$是连续霍金量子发射之间的平均时间间隔，$τ_{\text{emission}}$是单个霍金量子从黑洞发射所需的特征时间尺度.这种关系意味着来自快速旋转黑洞的霍金级联具有几乎连续的特征。我们的研究结果纠正了一些不准确的索赔，最近出现在文献中的霍金黑洞蒸发过程的性质。
2015-06-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Radiation from rapidly rotating oblate neutron stars
本文详细介绍了快速旋转扁球形致密天体辐射的理论框架。通过使用Hamilton-Jacobi形式主义，我们展示了如何特殊的相对论旋转效应，如角像差，多普勒增强，和时间延缓自然出现从旋转的紧凑对象的广义相对论处理。我们使用的Butterfly-Ipser度量扩展到第二阶旋转，因此包括光弯曲，帧拖动，和四极偏差的影响，我们的测地线计算。我们还详细描述了所使用的数值算法，并提供了一个开源的实现的数值框架，称为本德。作为应用，我们研究了谱线轮廓（即，涂抹内核）从快速旋转的扁圆中子星。我们发现，在这个度量描述的二阶四极效应是不够强，几乎任何物理现实的参数组合，以产生狭窄的可观察到的功能，在光谱能量分布，因此，实际上检测到它们是不可能的。还针对所有视角报告了旋转拖尾核的十分之一最大值处的全宽和半最大值处的全宽。然后，这些可以被用来定量地估计旋转拖尾对所观察到的光谱的影响。我们还计算了准确的脉冲轮廓和观测者的天空图的快速旋转吸积毫秒恒星上的热点发射。这使我们能够量化人们期望从典型的快速旋转的毫秒脉冲星上观察到的脉冲部分的强度。
2018-03-20 astro-ph.HE
Anisotropic emission of neutrino and gravitational-wave signals from rapidly rotating core-collapse supernovae
我们提出的中微子和GW信号的基础上的三维（3D）核心坍缩超新星模拟快速旋转的27 $M_{\odot}$星的分析。我们发现了一种新的中微子信号，它是由灯塔效应产生的，其中强中微子发射区域绕旋转轴的旋转导致中微子信号的准周期调制。根据观察者的视角，时间调制将在IceCube和未来的Hyper-Kamiokande中清楚地检测到。GW发射也是各向异性的GW信号发射，如前所述，最强烈的朝向赤道旋转核心崩溃和反弹，和非轴对称的不稳定性在postbounce阶段导致更强的GW发射朝向自旋轴。我们表明，这些GW信号可以成为LIGO级探测器的银河系事件的目标。反弹后GW发射的起源自然解释了为什么GW的峰值频率大约是中微子调制频率的两倍。我们指出，同时检测到的旋转引起的中微子和GW签名可以提供一个快速旋转的原中子星在出生时的吸烟枪签名。
2018-01-06 astro-ph.HE
Three-dimensional simulations of rapidly rotating core-collapse supernovae: finding a neutrino-powered explosion aided by non-axisymmetric flows
本文报道了在各向同性扩散源近似下采用中微子输运方案对$11.2$和27颗$M_{/odot}$星进行的一系列三维转动核坍缩模拟的结果。通过系统地改变旋转的初始强度，我们发现27个$M_{/odot}$祖细胞的旋转辅助爆炸，在没有旋转的情况下失败。在以前的二维（2D）自洽旋转模型中没有捕捉到的独特功能，因为不断增长的非轴对称不稳定性起着关键作用。在快速旋转的情况下，由所谓的低$T/|W|$不稳定性产生的强螺旋流增强了从原中子星（PNS）到增益区的能量输运，使激波膨胀更有能量。爆炸在垂直于旋转轴的方向上发生得更强烈，这与以前的2D预测不同。
2016-05-19 astro-ph.HE
Gravitational Redshift for Rapidly Rotating Neutron Stars
University of Alberta（阿尔伯塔大学）
本文提出修正快速旋转中子星引力红移计算中的误差，以提高X射线脉冲星观测数据的准确性。
2025-10-14 astro-ph.HE
Rapidly rotating neutron stars in $R$-squared gravity
引力的$f(R)$理论是对暗能量最流行的替代解释之一，因此研究这些理论可能的天体物理意义是一项重要的任务。本文通过考虑在$R^2$引力作用下快速旋转的中子星，在这个方向上取得了实质性的进展。数值结果和我们使用的方法是非微扰和自洽的。详细研究了中子星的质量、半径和转动惯量等性质，结果表明自转放大了对广义相对论的偏离，最大质量和最大转动惯量可以达到很高的值。这一观测结果类似于之前在其他引力理论（如标量张量理论）中对快速旋转的中子星的研究，它可能会导致强烈的天体物理学表现。
2015-01-19 astro-ph.HE gr-qc
Purely imaginary polar resonances of rapidly-rotating Kerr black holes
我们证明了快速旋转Kerr黑洞的非振荡（纯虚）极准正规共振的存在性。这些纯虚共振态可以用紧致形式表示：w_n=-i2*pi* T_{BH} *（1 +1+n），其中T_{BH}是黑洞温度，l是模的球谐指数，n= 0，1，2，.是共振参数。结果表明，我们的分析结果的黑洞共振谱同意最近出现在文献中的新的数值数据。
2013-11-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Rapidly rotating neutron stars with a massive scalar field - structure and universal relations
我们在标量张量理论中构造了一个有质量标量场的快速旋转中子星模型。标量场具有非零质量的事实导致了非常有趣的结果，因为耦合参数的允许值范围显著加宽。这些偏离纯广义相对论的参数值与观测值一致时，可能会非常大。与静态情况相比，快速旋转可以将差异放大数倍。研究了慢转和快转情况下归一化转动惯量与四极矩之间的普遍关系。结果表明，这些关系式在很大程度上仍然与物态方程无关，并且与纯广义相对论的偏差可能很大。这使得大量标量-张量理论成为少数几个可以通过普适的$I$ -Love- $Q$关系检验的引力理论之一。
2016-07-12 astro-ph.HE gr-qc
Rapidly rotating neutron stars in scalar-tensor theories of gravity
本文给出了标量-张量引力理论中控制快速旋转中子星平衡的场方程，以及有代表性的数值解。研究了非平凡标量场存在的条件以及与广义相对论解的偏差。标量张量理论的两个例子进行检查-一种情况下，相当于Brans-Dicke理论和第二种情况下，这是微扰等价于爱因斯坦的广义相对论在弱场制度，但可以显着不同的强场。我们的数值结果表明，快速旋转的中子星模型与非平凡的标量场存在于这两种情况下，标量场的影响是更强的快速旋转。如果我们根据目前的观测结果来考虑耦合参数的值，那么只有标量-张量理论的第二个例子对中子星的结构有重要的影响。我们表明，标量化，快速旋转的中子星存在的参数范围比在静态的情况下，因为一个非平凡的标量场存在，即使耦合常数$β>-4.35$的值，这些解决方案是积极的比广义相对论的更有利。此外，快速旋转的标量张量中子星与广义相对论解的偏差明显大于静态情况。
2014-02-24 astro-ph.HE gr-qc
Unusual behavior of epicyclic frequencies around rapidly rotating compact stars
我们报告了围绕旋转中子星和奇异夸克星的近圆形轨道中的轨道和周转频率的数值计算。用FPS状态方程描述中子星的结构，用MIT袋模型描述奇异夸克星的状态方程。在完全广义相对论下计算了匀速旋转恒星的位形。我们发现，垂直周转频率是非常敏感的扁率旋转的恒星。对于中等质量的旋转中子星模型，以及奇异夸克星模型，靠近恒星的测试粒子轨道的节进动的方向以一定的恒星旋转速率变化。这些发现可能对kHz QPO模型有影响。
2015-03-23 astro-ph.HE gr-qc
Rapidly rotating spacetimes and collisional super-Penrose process
我们考虑一般的轴对称旋转时空和检查粒子碰撞的ergoregion。所得结果是一般的，并与在N中旋转Teo虫孔的特殊情况下所得结果一致。Tsukamoto和C. Bambi，Phys.Rev.D91，104040（2015）.它表明，足够快的旋转，逃逸到无穷大的粒子的能量可以成为任意大（所谓的超彭罗斯过程）。此外，该能量通常比碰撞粒子的质心能量大得多。从这个意义上讲，情况与黑洞附近的碰撞完全不同。
2016-05-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Triaxial instabilities in rapidly rotating Neutron Stars
用LORENE/Nrotstar程序研究了快速旋转中子星的粘滞驱动棒模长期不稳定性。这些不稳定性为中子星的旋转频率设定了比开普勒频率/质量脱落极限更严格的极限。程序中采用的方法包括扰动一个中子星的轴对称稳态位形，并通过构造一系列三轴准平衡位形来研究其演化。从CompOSE数据库中找出了Polytropic以及10个现实状态方程（EOS）的对称性破缺点。分段多变的EOSs的概念已被用来理解现实EOSs的旋转不稳定性，并与19个不同的现实EOSCompOSE验证。文中还简要地讨论了用地基LIGO/VIRGO干涉仪探测粘性不稳定性引起的准周期引力波的可能性。
2018-04-26 astro-ph.HE gr-qc
Orbital and epicyclic frequencies around rapidly rotating compact stars in scalar-tensor theories of gravity
在标量张量引力理论中，我们研究了快速旋转的中子星和奇异星周围的粒子的轨道和周转频率。我们发现这些频率非常大的偏差，当比较它们的相应值在广义相对论，最大质量旋转模型。相反，对于自旋频率为700赫兹（大约是中子星已知的最大自转速率）的模型，偏差通常很小。然而，对于一个非常刚性的状态方程和一个高质量的周转频率从它的GR值的偏差是明显的，即使在700赫兹的自旋频率。原则上，这种偏差在低质量x射线双星的准周期振荡模型中可能变得很重要，并且可以作为强引力的测试（如果其他参数受到很好的约束）。尽管本文主要集中在轨道和周转频率，我们在这里提出的第一次快速旋转，标量化的平衡致密星与现实的强子状态方程和奇怪的物质状态方程。我们还提供了非旋转极限下标量化中子星的外部时空及其周转频率的解析表达式。
2014-05-27 astro-ph.HE gr-qc
Rapidly rotating black holes in dynamical Chern-Simons gravity: Decoupling limit solutions and breakdown
快速旋转的黑洞是理解爱因斯坦广义相对论（GR）修正的主要舞台。我们构造的解决方案，快速旋转的黑洞在动态陈-西蒙斯（dCS）重力，一个有用的和有动机的例子后GR校正。我们把dCS作为一个有效的理论，因此工作在去耦限制，在那里我们应用微扰方案使用克尔度规作为背景解决方案。利用标量场的解和度规微扰的迹，我们确定了微扰方法的有效性。我们发现，最大自旋极限可能是发散的，和解耦极限是强烈限制快速旋转。快速旋转的恒星质量黑洞可能被用来对dCS的耦合参数$\ell$施加强约束。为了使在GRO J1655-40中观测到的黑洞处于退耦极限内，我们需要$\ell \lesssim 22$ km，这个值比目前太阳系动力学陈-西蒙斯引力的界限小7个数量级。
2014-08-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Transient Instability of Rapidly Rotating Black Holes
本文研究了近极值Kerr黑洞对外部标量场、电磁场和引力场扰动的线性响应。我们表明，能量密度，电磁场强度和潮汐力所经历的下降观察者表现出瞬态增长的地平线附近。增长在极值极限中持续任意长，再现了极值克尔的视界不稳定性。我们解释这些结果在近地平线的几何形状，并讨论潜在的天体物理意义。
2016-10-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Dark matter transport properties and rapidly rotating neutron stars
中子星是寻找暗物质的好地方，因为它们的高密度允许重复的相互作用。大质量弱相互作用粒子（WIMP）可以在中子星的核或壳中有效地散射。在本文中，我们专注于WIMP的贡献，如剪切粘度或热导率的输运性质，因为这些可以大大提高长的平均自由程。我们推测WIMP增加了中子星物质的剪切粘度，并有助于稳定r模式振荡。这些是集体振荡，其中回复力是科里奥利力。目前，在许多观测到的快速旋转的恒星中，r模被认为是不稳定的。如果WIMP稳定了r模式，这将允许中子星快速自旋。这可能要求WIMP-核子截面接近目前的实验极限，并且中子星中WIMP的密度适当。
2012-05-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
