General Relativistic Decompression of Binary Neutron Stars During Dynamic Inspiral
通过对双中子星螺旋上升过程的多轨道数值相对论模拟，研究了螺旋上升中子星的动力学稳定性。通过在中子星的轨道中引入偏心率，在轨道时间尺度内获得轨道间隔的显著变化。我们发现，作为双星系统的发展从apastron到近星点（作为二进制分离减少），每个恒星的中心静止质量密度减少，从而稳定的恒星对个人的即时崩溃。随着双星系统从近星点向远星点的演化，中心静止质量密度增加;随着双星间距的增加，中子星重新压缩。
2007-01-03 astro-ph gr-qc
Testing Scalar-Tensor Gravity with Gravitational-Wave Observations of Inspiralling Compact Binaries
利用激光干涉仪探测器观测来自螺旋形致密双星的引力波，可以提供对源参数的精确测量。它们也可以限制其他引力理论。我们分析inspiralling紧凑%双星的标量张量理论的约旦，Fierz，Brans和Dicke的背景下，集中在影响上的inspiralling的能量损失偶极引力辐射，其来源是引力自结合能的inspiralling机构。利用匹配滤波器分析，我们得到了Brans-Dicke理论耦合常数$ω_{\rm BD}$的一个界。对于一个中子星/黑洞双星，我们发现，该边界可能超过目前的太阳系实验的$ω_{\rm BD}>500$的边界，足够低的质量系统。对于$0.7 M_\odot$中子星和$3 M_\odot$黑洞，我们发现一个束缚的$ω_{\rm BD} \approx 2000$是可以实现的。这个界限随着黑洞质量的增加而减小。对于由两颗中子星组成的双星，除非两颗恒星的质量相差超过$0.5 M_\odot$，否则边界小于500。对于两个黑洞，螺旋双星的行为在观测上与它在广义相对论中的行为是不可区分的。这些界限假设合理的中子星状态方程和探测器的信噪比为10。
1994-06-15 gr-qc
Stability analysis of the spin evolution fix points in inspiraling compact binaries with black hole, neutron star, gravastar, or boson star components
基于黑洞、中子星、引力星或玻色子星在偏心轨道上进动的致密双星的长期自旋演化，我们确定了自旋和轨道角动量的对齐和更一般的共面配置作为固定点。通过动力系统分析，我们研究了它们的线性稳定性作为质量四极参数的函数。对于两个自旋都与轨道角动量反对齐的双星配置，对于两个自旋都与轨道角动量对齐的双星配置（除了中子星和玻色子星的某些四极参数范围），以及对于极端质量比，边际稳定性都成立。对于相同的质量，配置的自旋之一对齐和其他的反对齐是稳定的重力双星，中子星双星在高四极参数范围内，玻色子星双星。对于一些质量不等的引力星双星、黑洞双星或中子星双星，当其中一个自旋与轨道角动量成一条直线，而另一个自旋与轨道角动量成反直线时，在内旋过程中会发生从稳定到不稳定的转变。我们发现在某些重力星、中子星或玻色子双星的反旋过程中存在一个过渡不稳定区。对于共面组态，我们只发现引力星-引力星、玻色子星-玻色子星和黑洞-玻色子星双星的不稳定性。对于一个给定的自旋组态，边缘稳定性强烈依赖于四极参数的值。中子星双星的稳定性区域比黑洞双星大，而混合系统的稳定性参数区域有限。
2022-10-01 gr-qc
Comparing the inspiral of irrotational and corotational binary neutron stars
我们在准平衡（QE）近似下模拟了相对论性中子星的绝热螺旋，并从螺旋的晚期相位计算了引力波列。我们比较共旋和非旋序列，并发现一个显着的差异，在inspiral率，这几乎完全是由结合能的差异。我们还比较了我们的结果与一个点质量后牛顿计算。我们说明了如何晚inspiral波列计算与我们的QE数值方案可以匹配到随后的暴跌和合并波形计算与完全相对论流体动力学代码。
2001-09-30 astro-ph gr-qc
The final phase of inspiral of neutron stars: realistic equations of state
合并的致密双星被认为是激光干涉仪观测到的最强引力辐射源之一。我们给出了等质量无旋中子星双星和奇异夸克星双星螺旋最后相的计算。六种类型的状态方程在零温度下使用-三个现实的核状态方程的各种软和三个不同的MIT袋模型的奇怪的夸克物质。本文用多域谱方法研究了广义相对论的Isenberg-Wilson-Mathews近似中的预冷却阶段。二元系统的引力辐射驱动演化可以用重子数固定且间距减小的准平衡位形序列来近似。我们发现最内层稳定圆轨道（ISCO）对于奇异夸克双星是由轨道不稳定性给出的，对于中子星双星是由质量脱落极限给出的。对于两颗质量为1.35太阳质量的无旋奇异星，其引力波频率在1100-1460 Hz之间，而对于中子星，其引力波频率在800 - 1230 Hz之间。
2007-01-10 gr-qc
Excitation of high frequency voices from intermediate-mass-ratio inspirals with large eccentricity
恒星质量致密天体与中等质量黑洞的合并，也称为中等质量比螺旋，通常不被认为是目前地面引力波探测器的可行引力波源，因为这种源的频率通常较低。本文采用有效单体理论作为运动运动方程，通过在频域求解Teukolsky方程，得到了精确计算的重力波形。我们指出，中等质量比吸气的大偏心率可以激发出引力波的高频模。这些高频模式可以扩展到10 Hz以上，并进入Advanced LIGO和Advanced Virgo的设计敏感波段。我们认为，这种高偏心的中等质量比的吸气可能是可行的来源，并有可能被地面引力波探测器，如先进的LIGO和先进的处女座。
2017-09-30 gr-qc
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
Simulations of inspiraling and merging double neutron stars using the Spectral Einstein Code
我们给出了中子星-中子星（NSNS）系统的螺旋、合并和合并后演化的结果。我们的结果是使用混合伪谱有限体积谱爱因斯坦代码（SpEC）。为了测试我们的数值方法，我们发展了一个等质量系统的$\approx 22$轨道合并前。该波形是迄今为止从NSNS的完全广义相对论模拟中获得的最长波形。需要这种长的（和精确的）数值波形来进一步改进用于引力波数据分析的半解析模型，例如有效的单体模型。我们详细讨论了改进SpEC的能力来模拟NSNS合并，特别是网格细化网格，以更好地解决合并和合并后的阶段。我们提供了一组一致性检查和比较我们的结果NSNS合并模拟与独立的BAM代码。我们发现他们之间的协议，这增加了信心，无论是代码获得的结果。这项工作铺平了道路，为未来的研究，使用长波形和更复杂的微物理描述的中子星物质的SpEC。
2016-06-25 gr-qc
Accurate numerical simulations of inspiralling binary neutron stars and their comparison with effective-one-body analytical models
中子星双星系统是最有希望的引力波源之一。为了能够提取重要的信息，特别是关于核密度下的物质状态方程，有必要掌握预期波形的准确分析模型。根据我们最近的工作，我们在这里更详细地分析了两个广义相对论模拟跨越约20个引力波周期的螺旋等质量的双中子星具有不同的紧凑性，并比较它们与潮汐扩展的有效单体（EOB）的分析模型。后一个潮汐扩展EOB模型在分析上完整到1.5后牛顿水平，并且包含一个代表潮汐效应高阶放大的分析未确定参数。我们发现，通过校准这个单一的参数，EOB模型可以重现，数值误差内，两个数值波形基本上合并。相比之下，分析模型（无论是EOB，或泰勒-T4），不包括这样一个高阶放大的潮汐效应，建立一个退相相对于几个弧度的数值波形。
2011-10-12 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
Stochastic background from inspiralling double neutron stars
本文综述了银河系外的吸入双中子星对LISA天体物理引力波前景的贡献。使用最近拟合的恒星形成率，我们表明，超出$z_*=0.005$的源有助于一个真正连续的背景，这可能会主导LISA仪器的噪音范围$3 \simeq 10^{-4}$ - $1 \times 10^{-2}$赫兹和压倒银河WD WD混淆噪音的频率大于$ν_o \simeq 2\times 10^{-3}$。
2006-12-30 astro-ph gr-qc
Effective One Body description of tidal effects in inspiralling compact binaries
中子星引力波信号的后半部分通过对相对论潮汐参数的依赖，原则上可以提供关于核物质状态方程的重要信息。在分析描述的引力波定相在螺旋后期（基本上是接触）的希望，我们提出了一个有效的一个机构（EOB）的形式主义，其中包括潮汐效应的扩展。我们比较预测的潮汐EOB形式主义最近计算的非共形平坦的准平衡循环序列的二进制中子星系统。我们的分析表明，更高阶（后牛顿）的潮汐效应的重要性，甚至超过第一后牛顿秩序，和他们的倾向{ \it显着}增加的"有效潮汐极化率“的中子星。我们比较了EOB的预测，最近提倡的，nongrammed的，后牛顿为基础的（“泰勒-T4”）描述的相位的螺旋系统。这种比较显示了后期螺旋定相对分析模型选择的强烈敏感性，但也提出了希望，即一个足够精确的数值--相对论--“校准”的EOB模型可能会给我们一个可靠的处理核物质状态方程的方法
2009-11-27 gr-qc
Analytic modelling of tidal effects in the relativistic inspiral of binary neutron stars
为了探测来自双中子星的引力波信号并提取核密度下物质状态方程的信息，需要将信号与一组精确的模板进行匹配。我们提出了两个最长的（到目前为止）广义相对论模拟的等质量的双中子星具有不同的紧凑度，C=0.12和C=0.14，并比较它们与潮汐扩展的有效单体（EOB）模型。$\simeq 22$ GW循环中的典型数值相位误差为$Δϕ\simeq \pm 0.24$ rad。通过校准只有一个参数（代表一个高阶放大的潮汐效应），EOB模型可以重现，数值误差内，两个数值波形基本上合并。相比之下，具有领先阶潮汐修正的第三个后牛顿泰勒-T4逼近式相对于数值波形相移了几个弧度。
2010-12-22 gr-qc
Tidal dissipation in binary neutron star inspirals from hyperon bulk viscosity: Phase modeling and parameter estimation bias
University of Southampton（南安普顿大学）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天文与天体物理中心）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究院国际理论科学中心）；Washington State University（华盛顿州立大学）
针对双中子星并合中由超子体粘滞引起的潮汐耗散，提出唯象相位模型并纳入波形，通过贝叶斯估计证明其可消除高质量中子星潮汐形变测量的系统性偏差。
2025-09-27 gr-qc
Measurability of the tidal polarizability of neutron stars in late-inspiral gravitational-wave signals
来自螺旋状中子中子星的引力波信号包含了核物质状态方程的信息。这一信息包含在两颗中子星的潮汐极化率参数的组合中，在螺旋晚期，也就是合并之前，这一信息最为清晰。我们使用最近定义的潮汐扩展的有效单体形式主义，构建一个受控的分析描述的频域定相的中子星吸入合并。利用这一解析描述，我们发现利用先进的LIGO-Virgo探测器网络可以从具有合理信噪比$ρ=16$的引力波信号中测量中子星的潮汐极化率参数。这个可测量性结果似乎适用于所有导致最大质量大于$1.97M_\odot$的核状态方程。我们还提出了一个很有前途的新的方式提取信息的核物质状态方程从相干分析的一个系综的引力波观测单独的二进制合并事件。
2012-03-20 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for distinguishing dynamical tides in inspiralling binary neutron stars with third generation gravitational-wave detectors
双中子星合并的引力波观测中的潮汐效应有可能探测超致密物质，并揭示中子星未知核物质状态方程。潮汐效应在吸入中子星二进制成为相关的GW频率几百赫兹，并要求探测器与精致的高频灵敏度。第三代GW探测器，如爱因斯坦望远镜或宇宙探测器，将在这种高频区域特别敏感，使我们能够探测绝热近似之外的中子星潮汐。在这里，我们评估是否可以从一个中子星内旋测量动力潮汐。我们发现动力学潮汐的可测性强烈地依赖于中子星的质量和状态方程。对于10，000个螺旋状双中子星的半现实人口，我们保守地估计，平均$\mathcal{O}(50)$双星将有可测量的动力学潮汐。由于动力潮汐的特点不仅是由恒星的潮汐变形，但也由其基本（$f$ -）模式频率，他们提出了一种可能性，探测高阶潮汐效应和测试的一致性与准普遍的关系。对于第三代探测器网络中的GW 170817类信号，我们发现恒星的$f$模式频率可以测量到几百Hz以内。
2022-06-28 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
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
Bayesian inference for binary neutron star inspirals using a Hamiltonian Monte Carlo Algorithm
中子星并合是地基引力波探测器的主要引力波源之一。由于中子星的贝叶斯推断计算量大，需要更高效、更快速的收敛算法。在这项工作中，我们进行了可行性研究，使用汉密尔顿蒙特卡罗算法（HMC）。HMC是一种采样算法，它利用来自参数空间几何形状的梯度信息来有效地从后验分布中采样，从而使该算法避免了通常与随机采样器相关的随机游走行为。以及调整算法的自由参数，特别是引力波天文学，我们介绍了一种方法，用于近似的梯度的对数似然，减少运行时间的$10^6$轨迹运行从十个星期，使用数值导数沿哈密顿轨迹，到一天，在非旋转的中子星的情况下。测试我们的算法对一组中子星二进制使用的探测器网络组成的先进LIGO和先进的处女座在最佳设计，我们证明，不仅是我们的算法比标准的采样器更有效，但$10^6$轨迹HMC产生有效的样本量的顺序上的$10^4 - 10^5$统计独立的样本。
2018-10-17 gr-qc
Can magnetic fields be detected during the inspiral of binary neutron stars?
利用精确的和完全广义相对论的模拟，我们评估的效果，磁场的引力波发射产生的磁化中子星的螺旋和合并。特别是，我们表明，磁场有一个合并后的影响，因为他们被放大的开尔文-亥姆霍兹不稳定性，但也在inspiral，最有可能是因为磁张力减少了恒星潮汐变形非常大的初始磁场，B_0>~10^{17}G。我们量化的磁场的影响，通过计算重叠，O，在由磁化和未磁化的双星inspiral期间产生的波形之间。我们发现，对于任何实际磁场强度B_0<~10^{14}G，内旋过程中的重叠是O>~0.999，并且对中子星的质量相当不敏感。只有在像B_0~10^{17}G这样不切实际的大磁场下，重叠才明显减小，对于重子质量M_b~1.4/1.6 Msun的恒星，在我们的分辨率下，重叠分别变为O<~0.76/0.67。由于中子星预计会与~10^{8}-10 ^10}G的磁场合并，并且由于目前的探测器对O<~0.995敏感，我们得出结论，目前的探测器不太可能能够在中子星的螺旋过程中识别磁场的存在。
2009-09-07 astro-ph.HE gr-qc
FINDCHIRP: an algorithm for detection of gravitational waves from inspiraling compact binaries
LIGO科学合作组织使用FINDCHIRP算法从合并的紧凑双星中搜索引力波：最佳滤波器的实现，具有创新，以考虑未知信号参数，并提高具有非平稳和非高斯伪影的探测器数据的性能。我们提供的FINDCHIRP算法中使用的搜索太阳下质量双星，二进制中子星，中子星黑洞双星，和二进制黑洞的细节。
2017-09-18 gr-qc
Role of dense matter in tidal deformations of inspiralling neutron stars and in gravitational waveform with unified equations of state
本文进一步研究了致密物质性质在冷非吸积中子星潮汐形变中的作用。本文用M-M统一状态方程组计算了重电Love数$k_\ell$和重磁Love数$j_\ell$ ~ $\ell=5$。它们的相对重要性和它们的灵敏度的对称性能量和中子物质的刚度进行了数值评估。本文还讨论了它们对双星中子星吸气辐射引力波信号相位的影响。
2021-02-03 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Towards a Realistic Neutron Star Binary Inspiral
基于共形平坦性和准平衡假设的广义相对论方法在研究螺旋动力学和为完全广义相对论数值模拟聚并致密双星提供初始数据方面发挥了重要作用。然而，这一方法的有效性制度从未确立。为此，我们开发了一个分析，确定违反CFQE近似的演化的二进制描述的完整的爱因斯坦理论。通过这种分析，我们表明，CFQE假设是显着违反，即使在相对较大的轨道间距的情况下，共转中子星双星。我们还证明了用CFQE方法确定的同转中子星双星的最内层稳定圆轨道（ISCO）可能没有天体物理意义。
2003-01-27 astro-ph gr-qc
Using the INSPIRAL program to search for gravitational waves from low-mass binary inspiral
INSPIRAL计划是LIGO科学合作组织的计算引擎，用于搜索来自双中子星和太阳质量下的黑洞的引力波。我们描述了这个程序，它利用的FINDCHIRP算法（在配套文件中讨论），被集成到一个复杂的数据分析管道，用于在第二次LIGO科学运行期间采取的数据中搜索低质量的二进制螺旋。
2005-05-19 gr-qc
Distinguishing Boson Stars from Black Holes and Neutron Stars from Tidal Interactions in Inspiraling Binary Systems
包含玻色子星的双星系统-一个复杂标量场的自引力结构-可以潜在地模拟黑洞或中子星作为引力波源。我们调查在何种程度上潮汐效应的引力波信号可以用来区分这些标准源和玻色子星。我们考虑两类标量自相互作用内的球对称玻色子星：一个有效场理论激发的四次势和一个孤立子势，构造产生非常紧凑的恒星。我们计算的潮汐变形性参数表征占主导地位的潮汐印记的引力波信号的参数空间的每个玻色子星模型的大跨度。我们发现，具有四次自相互作用的玻色子星的潮汐变形能力的下限为$Λ_{\rm min}\approx 280$，而具有孤立子相互作用的玻色子星的潮汐变形能力的下限为$Λ_{\rm min}\approx 1.3$。采用Fisher矩阵分析，我们估计的精度与先进的LIGO和第三代探测器可以测量这些潮汐参数使用的inspiral部分的信号。我们讨论了一种新的策略，以提高黑洞/中子星和玻色子星之间的可分辨性相结合的变形测量的每一个紧凑的对象在一个二元系统，从而消除在每个玻色子星模型的标度模糊性。我们的分析表明，当前一代的探测器可以潜在地区分具有四次势的玻色子星与黑洞，以及中子星双星，如果它们具有大的总质量或大的质量比。在螺旋过程中仅使用潮汐效应来区分孤立玻色子星和黑洞将是困难的，但是第三代探测器应该能够区分二元黑洞和这些二元玻色子星。
2017-04-27 gr-qc
Probing axions with neutron star inspirals and other stellar processes
在QCD轴子的某些模型中，对轴子势的有限密度修正可以导致轴子来源于大密度物体。有多种方法来测试这种现象，但也许最令人惊讶的效果是，轴子可以调解中子星之间的力量，可以像引力一样强大。这些力可以是吸引力或排斥力，它们的存在可以通过对中子星螺旋的高级LIGO观测来检测。由于数值上的巧合，具有引力强度的中子星之间的轴子力自然具有数十公里或更长的相关长度尺度，类似于中子星。未来在Advanced LIGO中对中子星合并的观测可以探测到许多数量级的轴子参数空间。由于轴子只来源于大的致密物体，轴子力避开了第五种力的约束。我们还概述了其他几种方法来探测这种现象，使用电磁信号与紧凑的对象。
2017-08-28 gr-qc hep-ph
Phenomenological model of gravitational self-force enhanced tides in inspiralling binary neutron stars
本文提出了PhenomGSF频域现象学潮汐相位模型，结合引力自力信息与任意频域双黑洞波形模型，高效准确地生成双中子星螺旋波形，支持约束中子星状态方程与奇异物质分析。
2024-09-03 astro-ph.HE gr-qc
Post-1-Newtonian tidal effects in the gravitational waveform from binary inspirals
来自一个螺旋状中子星双星系统的引力波信号将包含有关系统中潮汐耦合的详细信息，因此，也包含有关中子星内部物理的详细信息。为了提取这些信息，将需要高度精确的重力波形模型。本文计算了具有四极潮汐相互作用的双星系统的引力波信号，其中包括了守恒动力学和波动产生的所有后1牛顿阶效应。我们考虑在圆轨道上运动的具有磁感应四极矩的恒星，并将其四极矩近似为线性。我们发现，后1-牛顿修正增加了约20%的潮汐信号在引力波频率为400赫兹。
2011-01-09 gr-qc
Determining the equation of state of neutron stars with Einstein Telescope using tidal effects and r-mode excitations from a population of binary inspirals
第三代引力波天文台如爱因斯坦望远镜（ET）和宇宙探测器（CE）将是通过双星合并时产生的引力波探测中子星结构的理想仪器。在这项工作中，我们预测如何以及ET特别是将使我们能够重建中子星状态方程，通过观察几十个二元中子星合并与信噪比在数百。我们仅限于从inspiral中提取的信息，其中包括潮汐效应和可能的r模式共振。在处理后者时，我们超越了牛顿近似，引入并利用了新的普遍关系。我们发现，观察共振r模的能力将有一个显着的影响中子星状态方程的测量与ET。
2022-05-02 astro-ph.HE gr-qc
Surrogate model for an aligned-spin effective one body waveform model of binary neutron star inspirals using Gaussian process regression
快速而准确的波形模型对于测量诸如GW 170817等螺旋式双中子星系统的性质是必要的。我们提出了一个频域代理版本的对齐自旋二进制中子星的波形模型，使用有效的单体形式主义被称为SEOBNRv4T。该模型包括四极和八极绝热潮和动力潮。这里提出的版本是改进的自旋诱导的四极矩效应的列入，并完成了一个处方锥形的波形的端部定性地再现数值相对论模拟。该模型有14个内在参数。我们减少了它的维数，使用普遍的关系，近似所有的物质影响的领先四极潮汐参数。使用20 Hz的起始频率，时域模型的实现可能需要长达一个小时的时间来进行评估，这对于需要$O(10^7)$顺序波形评估的许多参数估计代码来说太慢了。因此，我们构建了一个快速和忠实的频域代理这个模型使用高斯过程回归。所得到的替代物对于Advanced LIGO探测器具有$4.5\times 10^{-4}$的最大失配，并且需要0.13 s来评估具有20 Hz起始频率的波形。最后，我们进行了一个端到端的测试，一组参数估计运行的替代品，并发现该替代品准确地恢复注入波形的参数。
2018-12-20 gr-qc
Evolution of inspiralling neutron star binaries: effects of tidal interactions and orbital eccentricities
动态形成的中子星双星在发射LIGO/VIRGO波段的引力波时可能具有显著的偏心率。我们使用一组混合方程研究了这种偏心吸气NS双星的潮汐效应。NS被建模为一个可压缩的椭球体，它可以非线性变形，由于潮汐力，而轨道演化处理与后牛顿（PN）理论高达2.5-PN阶。我们发现，在一般情况下，潮汐相互作用可以加速内旋，并导致轨道频率和相位的变化。对于圆形吸气，我们的计算再现以前的线性结果在大的二元分离，但纳入小分离的NS的动力学响应。对于偏心吸气，频率和相移在近心点通道附近有明显的振荡，并且振荡幅度随着偏心度的增加而增加。因此，GW相位也受到潮汐效应的显著影响。在合并时，GW的累积相移可以达到10弧度以上（对于典型的NS质量$1.4M_\odot$和半径11.6 km），远大于圆形螺旋的情况。虽然偏心NS合并的事件率可能很低，这种合并的检测可以提供一个有用的约束NS状态方程。
2020-09-17 astro-ph.HE gr-qc
A New Probe of Dark Matter-Induced Fifth Force with Neutron Star Inspirals
轻标量暗物质（DM）是允许在广泛的质量和相互作用类型。我们表明，光标量DM可能会探测到一种新的方式从最后几年的中子星（NS）的二进制inspirals。如果DM与中子相互作用，其在背景中的长波相干性可以引起时间振荡的质量漂移，这是双星螺旋固有的敏感性。但是，在宽带$f \simeq 0.01-1000$ Hz的长达一年的最高频率测量期间，发现大量的引力波（GW）周期显着增强了灵敏度。未来的宽带探测器网络包括LIGO波段探测器，可以探测光标量DM的无约束参数空间。
2019-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the equation of state of neutron stars with captured primordial black holes
本文研究了原初黑洞在中子星内部旋进产生的引力波，通过求解爱因斯坦方程并考虑动态摩擦、吸积和引力辐射计算轨道运动，发现Einstein Telescope可借此区分中子星的物态方程并探测其核物质。
2024-12-08 gr-qc
Nonlinear-in-spin effects in effective-one-body waveform models of spin-aligned, inspiralling, neutron star binaries
旋转的中子星由于自身的旋转而获得四极矩。这种自旋平方自旋效应依赖于状态方程，影响着中子星双星的轨道运动和内旋速率。我们将依赖于EOS的自旋（或双极四极）项自旋对齐的有效单体（EOB）波形模型TEOBResumS在下一个到下一个到领先（NNLO）的顺序，连同其他（双线性，立方和四次）非线性自旋效应（在领先的顺序，LO）。TEOBResumS的哈密顿量的结构是这样的，它已经纳入，在二进制黑洞的情况下，最近计算的四分之一自旋LO项。利用$ω=2πf$的函数$Q_ω=ω^2/\dotω$（其中$f$是引力波频率）提供的定相规范不变特性，我们研究了自旋效应对状态方程的依赖性，结果表明：（i）次领先阶（NLO）和非领先阶（NNLO）的自旋四极子修正产生的相位加速效应比相应的LO贡献大;（ii）对NLO（3 PN）依赖于EOS的自旋效应的标准TaylorF 2后牛顿（PN）处理使得它们的作用强于相应的EOB描述;（iii）在标准3 PN泰勒F2后牛顿定相描述中增加了LO处的自旋尾效应，使人们能够调和自TaylorF 2 PN定相的自旋部分与相应的TEOBResumS 1一起达到无量纲频率$Mω\simeq 0.04-0.06$。通过使用后绝热近似生成螺旋动力学，结合在TEOBResumS的新实现中，发现从10 Hz获得典型波形（包括直到$\ell=8$的所有多极）所需的计算时间为0.4秒的量级。
2018-12-19 gr-qc
Resolving phase transition properties of dense matter through tidal-excited g-mode from inspiralling neutron stars
本文通过首次广义相对论计算含一阶强相互作用相变中子星的潮汐g模，证明双中子星并合引力波可探测内部强子-夸克转变，为致密物质相变提供强约束。
2024-03-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Probing Crust Meltdown in Inspiraling Binary Neutron Stars
由于最近对潮汐形变和半径的测量，中子星的核物质状态方程和结构现在得到了更好的理解。在这里，我们表明，通过共振潮汐激发在一个双inspiral，中子地壳一般经历弹性到塑性的转变，这导致地壳加热，并最终熔化。这一过程可能导致引力波形中的$\sim \mathcal{O}(0.1)$相移。探测地壳熔化的时间和引起的相移将揭示地壳结构，如核壳过渡密度，以前的测量是不敏感的。使用GW 170817数据的直接搜索没有发现该信号，可能是由于有限的信噪比。我们预测这样的信号可能会被先进的LIGO Plus观测到，更有可能被第三代引力波探测器（如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器）观测到。
2020-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Role of particle diffusion in shaping the gravitational wave signal from neutron star inspirals
针对超导中子星旋近阶段，本文研究粒子扩散耗散对引力波波形的影响，发现其可造成数十毫弧度相位变化并使星体升温至约 $10^7\ m K$。
2024-06-02 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Inspiralling eccentric binary neutron stars: orbital motion and tidal resonance
我们研究了偏心双星中子星的轨道演化。该轨道被描述为一个准开普勒轨道的摄动，由于潮汐耦合。我们发现，除了后牛顿进动外，恒星之间的潮汐相互作用也对轨道进动有贡献。双星的角向运动和径向运动之间的耦合也激发了恒星振荡中的一系列谐波。在小的偏心率限制下，这种耦合主要引起附加的轨道共振，其中轨道频率是f模式频率的三分之一。对于初始偏心率为$\sim 0.2$、轨道频率为$50$ Hz的双星，由于中子星状态方程和双星质量分布的不确定性，这种潮汐共振的存在会在引力波形中引入$\sim 0.5$相移，直到合并。这种在螺旋后期阶段的相移很可能用第三代引力波探测器探测到。
2019-09-18 astro-ph.HE gr-qc
Systematic parameter errors in inspiraling neutron star binaries
两颗中子星的合并是LIGO等探测器的重要引力波源。许多研究已经考虑了二进制参数（质量，自旋，勒夫数）可以测量的精度。在这里，我考虑的精度，这些参数可以确定的系统误差，由于波形近似的存在。这些近似包括截断后牛顿（PN）级数和忽略中子星（NS）自旋，潮汐变形，或轨道偏心率。所有这些效应都可能产生超过合理参数值的统计误差的系统误差。特别是，忽略自旋，偏心率，或高阶PN条款的原因在NS勒夫数显着的偏差。如果不控制这些系统误差，则无法用PN螺旋波形测量潮汐效应。
2014-03-17 astro-ph.HE gr-qc
Convolutional neural networks for the detection of the early inspiral of a gravitational-wave signal
GW 170817是多信使天文学的第一个例子，它结合了引力波干涉仪和电磁望远镜的观测来观测源。然而，如果引力波探测器探测到早期的螺旋阶段，就可以在电磁波段观测到合并的早期阶段，从而改进多信使天文学，并获得新的信息。在本文中，我们介绍了一种新的机器学习为基础的方法来产生早期预警警报的一个螺旋双中子星系统，仅基于早期的螺旋部分的信号。我们给出了一个概念证明，以显示使用在时域中的白化检测器应变上训练的小卷积神经网络的组合来检测和分类早期吸气的可能性。每一种都是针对特定范围的啁啾质量，将双中子星类别分为三类：轻，中和重。在这项工作中，我们专注于一个LIGO探测器在设计灵敏度和设计功率谱密度产生噪声。我们表明，在此设置中，它是可能的，以产生一个早期警报到100秒之前，合并的最佳情况。我们还提出了一些未来的升级，这些升级将增强我们卷积神经网络的检测能力。最后，我们还表明，一个现实的二进制中子星人口的检测目前的数量是相媲美的匹配滤波，并有一个高的概率来检测GW 170817和GW 190425的事件在设计灵敏度。
2021-04-01 gr-qc
Tidal deformability of neutron stars with realistic equations of state and their gravitational wave signatures in binary inspiral
中子星吸入的引力波信号的早期部分可能产生关于核物质状态方程的可靠信息。恒星内部结构对波形的影响由一个参数表征：潮汐变形能力λ，它测量恒星对伴星扰动潮汐场的四极形变。我们计算了一个广泛的状态方程的lambda，并发现lambda的值跨越一个数量级的状态方程模型考虑的范围。中子星状态方程与引力波观测的早期部分的inspiral之间的区别的可行性分析表明，在λ的测量误差急剧增加的总质量的二进制。将误差与λ的预期范围进行比较，我们发现，在100 Mpc的距离上对双星进行的高级LIGO观测只能探测异常僵硬的状态方程，而拟议中的爱因斯坦望远镜可能会看到一个干净的潮汐信号。
2009-11-18 astro-ph.HE gr-qc
Searching for exotic cores with binary neutron star inspirals
我们研究了用地基引力波探测器探测合并中子星的奇异核的可行性。我们专注于一个尖锐的核/外来物质接口的模型，并假设一个均匀分布的中子星的质量范围$[1,2] M_\odot$。我们发现，外来核心的存在，可以确认在70%的置信水平，只要几十个检测。同样，有了这样的样本，我们发现，一些模型的异国情调的核心可以排除{高置信度}。
2020-04-07 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Hyperon bulk viscosity effects in neutron-star inspirals
Ioffe Institute（约费研究所）
本文研究中子星并合中超子体黏度的效应，发现其对引力波相位影响极小，却能显著加热中子星超子核心至约5×10⁸ K，现有及下一代探测器均难探测其相位偏移效应。
2026-08-31 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
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
Effect of spin on the inspiral of binary neutron stars
我们进行长期的模拟自旋双星中子星，我们的最高无量纲自旋是$χ\sim 0.32$。为了评估自旋在内旋过程中的重要性，我们改变了自旋，并使用了两个状态方程，一个是由普通的核物质组成并产生致密恒星（SLy），另一个是包含核物质和夸克物质并产生更大恒星的混合状态方程（ALF 2）。使用高分辨率的网格间距$Δx\sim 98$ m的最精细的细化水平，我们发现，自旋的影响，在一个二元系统的相位演化可以大于一个来自潮汐力。我们的计算表明，虽然潮汐效应是占主导地位的小自旋（$\lesssim 0.1$），这不再是真的，当自旋较大，但仍然远远小于开普勒极限。
2019-05-31 astro-ph.HE gr-qc
Detectability of Mode Resonances in Coalescing Neutron Star Binaries
中子星-中子星双星的灵感是像LIGO这样的引力波探测器的一个有希望的引力波源。在螺旋过程中，其中一颗恒星的潮汐引力场可以共振地激发另一颗恒星的内部模式，导致引力波信号的相移。我们计算使用费舍尔矩阵分析的相移必须是多大，以被检测到。对于$1.4 M_\odot, 1.4 M_\odot$二进制，结果为$\sim 8.1, 2.9$和1.8弧度，谐振频率为$16, 32$和64 Hz。其他二进制参数的测量精度降低包括模式谐振效应。
2007-01-15 gr-qc
Numerical Relativity for Inspiraling Binaries in Co-Rotating Coordinates: Test Bed for Lapse and Shift Equations
引力波数据分析需要对中子星和黑洞双星的螺旋上升的高度相对论性的后期阶段有详细的了解。同向旋转坐标系下的数值相对论是计算晚螺旋及其辐射波的一种很有前途的方法。坐标必须通过适当选择数值相对论的时间推移和位移函数来保持同向旋转。本文提出了一个模型问题，以测试各种不同的时间推移和移位规定，以保持坐标同向旋转的能力。
1998-08-09 gr-qc
Bayesian inference on compact binary inspiral gravitational radiation signals in interferometric data
介绍了一种马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）参数估计程序，用于干涉引力辐射数据搜索双星中子星内旋信号。可以估计与内旋相关的五个参数，并产生汇总统计。为了提高编码的效率，采用了先进的MCMC方法，包括重要性恢复和基于检测概率的先验分布。一个例子是从一个应用程序使用现实的，虽然是虚构的，数据。
2006-09-28 gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries with magnetic dipole moments
研究了磁偶极-偶极耦合和电磁辐射对具有磁偶极矩的吸气双星中子星的引力波频率演化的影响。这项研究的动机是发现了超强磁化的中子星，即，磁星我们导出磁场对引力波累积周期的贡献为$N_{mag} \sim 6 \times 10^{-3} (H/10^{16}{\rm G})^{2}$，其中$H$表示双星系统中每颗中子星的极向磁场的强度。结果表明，如果中子星磁场的上限小于迄今为止软γ重复站和异常X射线源观测到的最大磁场值$\sim 10^{16}$ G，则磁场对引力波的探测和参数估计的影响可以忽略不计。本文还讨论了Ginga卫星观测到的伽马射线暴之前的X射线辐射的影响。
2000-01-13 astro-ph gr-qc
Electromagnetic precursor flares from the late inspiral of neutron star binaries
两颗中子星的合并伴随着引力波的发射，也可以具有由质量喷出物提供动力的电磁对应物，以及合并后形成的相对论性喷流。由于中子星可以具有强磁场，因此中子星磁层之间的非平凡相互作用可能会在合并之前引发潜在的强大电磁瞬变。为这些前兆瞬变提供动力的一个关键过程是在两颗恒星之间形成的强电流片中的相对论重联。在这项工作中，我们提供了一个详细的分析如何扭曲的共同磁层的二进制导致电磁耀斑的发射，类似于在太阳日冕中产生的。通过相对论性无力电动力学模拟，我们澄清了不同的磁场拓扑结构在这个过程中的作用。我们的结论是，耀斑总是会发生适当的磁场的路线，除非其中一个中子星有一个磁场明显弱于其他。
2022-05-19 astro-ph.HE gr-qc
Probing internal dissipative processes of neutron stars with gravitational waves during the inspiral of neutron star binaries
本研究提出耗散潮汐形变参数，证明其会在4后牛顿阶修正双中子星旋进引力波相位且可通过引力波观测约束，为探测中子星内部耗散过程提供新方法。
2025-01-14 astro-ph.HE gr-qc
Accurate evolutions of inspiralling neutron-star binaries: assessment of the truncation error
最近，我们提出了一个完整的广义相对论的研究，研究了双中子星的动力学和引力波发射，它们盘旋并合并，产生一个被环面包围的黑洞（见arXiv：0804.0594）。在这里，我们更详细地讨论arXiv：0804.0594中提出的结果的收敛特性，特别是，在合并和合并对象的生存期间，当强冲击形成和湍流发展时，收敛速率的恶化。我们还表明，物理上合理的和数值收敛的结果在低分辨率下获得的，但遭受大的截断误差，因此是很少的物理用途。我们总结了我们的研究结果中的“错误预算”，其中包括可能的不准确性，我们已经调查的不同来源，并提供了第一个定量评估的精度在紧凑的流体二进制的建模。
2009-05-21 astro-ph.HE gr-qc
Search of S3 LIGO data for gravitational wave signals from spinning black hole and neutron star binary inspirals
我们报告的方法和结果的第一次专门搜索的引力波发射过程中的紧密双星与旋转组件机构的inspiral。我们分析了LIGO探测器第三次科学运行（S3）期间收集的788小时数据。我们使用专门设计的检测模板家族来搜索二进制系统，以捕获轨道平面的自旋诱导进动的影响。我们提出的技术细节，使这种搜索自旋调制的引力波，突出这和其他最近的搜索与非自旋组件的二进制文件之间的差异。我们使用的模板库被发现与我们的自旋调制目标波形高度匹配，其质量在不对称范围1.0 Msol < m1 < 3.0 Msol和12.0 Msol < m2 < 20.0 Msol内，这是我们预期双星组件的自旋具有显着影响的地方。我们发现，我们对S3 LIGO数据的搜索对银河系中的双星以及M31和M33中质量在1.0 Msol < m1，m2 < 20.0 Msol范围内的一小部分双星具有良好的灵敏度。在这次搜索中没有发现引力波信号。假设一个质量呈高斯分布的自旋双星系统代表一个典型的中子星-黑洞系统，其m1约为1.35 Msol，m2约为5 Msol，我们计算出这些系统合并速率的90%置信上限为15.9 yr^-1 L_10^-1，其中L_10是太阳蓝光亮度的10^10倍。
2008-06-30 gr-qc
Gravitational waves from inspiraling compact binaries: The quadrupole-moment term
旋转恒星的扁率会使恒星外部的引力场产生变形，这可以用四极矩张量来测量。研究了四极矩对由中子星和/或黑洞组成的致密双星系统的轨道运动和内旋速率的影响。我们发现，在圆形轨道的情况下，四极子-自旋相互作用对轨道半径与角速度之间的关系以及内旋速率的影响达到了（v/c）^[4]数量级，其中v是轨道速度，c是光速。
1997-09-12 gr-qc
