Dynamical Analysis of the Structure of Neutron Star Critical Collapses
Jin等人报道了用多方状态方程对NS类天体进行轴对称模拟时，会发生临界引力坍缩。由于通过对绝热指数$Γ$的微调观察到临界坍缩，他们推测临界现象可能发生在现实的天体物理场景中。为了阐明这种数值观测对现实天体物理场景的影响，在这里，我们对在以前的工作中观察到的临界坍缩结构进行动力学分析。我们报告的时间尺度和振荡频率所表现出的临界解，并比较这些结果与从分析微扰模式分析的平衡TOV配置的值。我们还建立了一个1参数家庭的初始数据以及临界崩溃的相空间流形的临界解的普遍性。
2008-07-10 gr-qc
Equilibrium, radial stability and non-adiabatic gravitational collapse of anisotropic neutron stars
在这项工作中，我们构建了家庭的各向异性中子星的状态方程兼容的约束的引力波事件GW 170817和四个各向异性ansatze。这样的恒星受到径向扰动，以研究其对径向振荡的稳定性，我们开发了一个动力学模型来描述非绝热引力坍缩的不稳定的各向异性配置，其最终的命运是形成一个黑洞。我们发现，径向稳定性的标准准则$dM/dρ_c >0$并不总是与某些各向异性ansatze的振荡频率的计算兼容，并考虑到最近的中子星的最大质量的限制，每个各向异性参数的约束。我们进一步推广的TOV方程在一个非绝热的背景下，我们调查的状态方程，热通量，各向异性因子和质量函数作为一个不稳定的各向异性恒星崩溃的动力学行为。在获得演化方程后，我们恢复，作为一个静态的限制，背景方程。
2020-08-12 gr-qc
Towards observing the neutron star collapse with gravitational wave detectors
在双星中子星的引力波和电磁瞬变一起被探测到。然而，关于连接这两组可观测数据的合并后动态，还有很多未知之处。这包括合并后的残余恒星是否以及何时坍缩成黑洞，以及为短伽马射线暴提供能量的必要条件，以及其他观测到的电磁对应物。观测合并后中子星的坍缩将有助于解决这些问题，从而限制了短伽马射线暴引擎和热中子星状态方程的模型。在这项工作中，我们探索的范围，使用引力波探测器来测量崩溃的时间，无论是间接的，通过建立关闭合并后的引力发射，或-更具有挑战性的-直接，通过检测崩溃信号。对于间接的方法，我们考虑一个千赫兹的高频检测器的设计，利用先前研究的耦合臂腔和信号回收腔谐振。对于总质量为$2.7 M_\odot$、质量为50，Mpc的双星，在合并后10，ms时产生的坍缩引力波信号，该设计可得到信噪比为0.5，-1，8.6（取决于波形参数的变化）。对于直接的方法，我们提出了一个窄带检测器的设计，利用周围的臂腔自由光谱范围的频率的灵敏度。所提出的检测器实现了信噪比为0.3\，-\，1.9，独立的崩溃时间。当臂腔功率为10 MW时，该探测器同时受到基频经典噪声和量子噪声的限制.
2020-11-13 gr-qc
Critical Phenomena in Head-on Collisions of Neutron Stars
我们发现，I型临界崩溃的紧凑对象建模的多方状态方程（EOS）与多方指数$Γ=2$没有超相对论假设。该天体是由中子星的正面碰撞形成的。此外，我们表明，临界崩溃可以发生由于改变的状态方程，没有微调的初始数据。这开启了一种可能性，即一个类似中子星的致密物体，而不仅仅是那些在碰撞中形成的物体，可能会在缓慢改变EOS的过程中经历临界坍缩，比如冷却。
2007-04-13 gr-qc
Axisymmetric general relativistic hydrodynamics: Long-term evolution of neutron stars and stellar collapse to neutron stars and black holes
我们报告了一个新的实现轴对称模拟在全广义相对论。在这种实现中，爱因斯坦方程求解使用Nakamura-Shibata制定与所谓的卡通方法施加轴对称边界条件，和广义相对论流体动力学方程求解使用高分辨率激波捕获计划的基础上近似黎曼求解器。作为测试，我们进行了以下模拟：（i）非旋转和快速旋转的中子星的长期演化，（ii）伴随激波形成的高振幅阻尼振荡的中子星的长期演化，（iii）不稳定的中子星坍缩成黑洞，和（iv）恒星坍缩成中子星。试验（i）-（iii）是用$Γ$定律状态方程进行的，试验（iv）是用更实际的高密度物质参数状态方程进行的。我们发现，这种新的实现工作得很好：它可以执行模拟稳定的中子星超过10个动力学时间尺度，捕捉强烈的冲击形成的恒星核心崩溃，并准确地计算质量的黑洞后形成的崩溃和随后的吸积。总之，这种实现是强大的，足以适用于天体物理问题，如恒星核心坍缩的大质量恒星的中子星和黑洞，相变的中子星的高密度恒星，吸积诱导坍缩的中子星的黑洞。最后给出了从实际初始条件出发，首次模拟恒星核坍缩为中子星的结果。
2003-01-24 astro-ph gr-qc
Axial Quasi-Normal Modes of Scalarized Neutron Stars with Realistic Equations of State
我们用标量张量理论计算了静态中子星的轴向准简正模。特别是，我们采用各种现实的状态方程，包括核，超声波和混合物质。我们研究了基本曲率模，并与广义相对论的结果进行了比较。我们发现标量化中子星的模的频率和阻尼时间减小。此外，我们确认和扩展的通用关系准正常模式已知的广义相对论这一广泛的现实状态方程的标度化中子星和确认的普遍性的标度频率和阻尼时间的标度转动惯量以及紧凑性的中子星与标度化。
2018-07-07 gr-qc
Can modified gravity prevent the gravitational collapse to black hole?
结果表明，在标准广义相对论中有效的大质量恒星不可避免的坍缩的理论论证在广义引力中是无效的。特别是一个计算的中子星内的爱因斯坦-希尔伯特作用量涉及的函数$R^{2}-1/2R_{μν}R^{μν}$添加到里奇标量$R$的理论报告。计算表明，在该理论范围内，存在稳定的中子星，它们具有任意高的重子数。
2011-12-21 gr-qc
Hydrodynamical Collapse of Neutron Stars due to Hadron-Quark Phase Transition
我们目前的研究中子星的崩溃，经历强子-夸克相变。编写了一个球形拉格朗日流体动力学程序。作为初始条件，我们考虑了中子星的密度、能量密度和压力分布，选取了不同的中子星构型。相变是在不同的演变时间。我们发现，表面上的大量物质可以被喷射出来，而其余的星环处于基本和第一压力模式。
2009-10-08 astro-ph.HE gr-qc
Magnetized Hypermassive Neutron Star Collapse: a candidate central engine for short-hard GRBs
超大质量中子星（HMNSs）是由快速的差速旋转支撑的平衡构型，可能是双中子星合并的瞬态残留物。虽然HMNS是动态稳定的，但诸如粘性或磁场的长期效应倾向于使HMNS均匀旋转，从而导致坍缩。我们模拟的演变磁化HMNS轴对称使用代码，解决了爱因斯坦-麦克斯韦-MHD方程组。我们发现，磁制动和磁旋转不稳定性（MRI）都有助于最终崩溃的HMNS旋转黑洞周围的大质量，热吸积环面和准直磁场。这样的热环面以中微子的形式强烈辐射，由此产生的中微子-反中微子湮灭可以为短硬伽马射线暴提供动力。
2007-02-02 astro-ph gr-qc
Collapse of magnetized hypermassive neutron stars in general relativity
超大质量中子星（HMNSs）--由快速差速旋转支撑的平衡构型--可能是双中子星合并的瞬态残留物。使用新开发的代码在动态时空的磁流体动力学模拟，我们能够跟踪的磁化HMNS在充分的广义相对论的演变。我们发现由于磁制动和磁旋转不稳定性引起的长期角动量输运导致HMNS坍缩成旋转黑洞，并伴随着引力波爆发。初生黑洞被一个正在准静态吸积的炽热大质量环面和一个准直磁场所包围。这种情况表明，HMNS坍缩可能是短伽马射线暴的中心引擎。
2005-12-09 astro-ph gr-qc
Velocity-induced collapses of stable neutron stars
球形中子星的坍缩是在广义相对论中研究的。初始状态是一个稳定的中子星，通过某种速度剖面向其加入一个向内的径向动能。对于两种不同的状态方程和两种不同形状的速度剖面，发现只要中子星的质量大于某个极小值（取决于状态方程），只要中子星的向内速度足够高，中子星就可以坍缩成黑洞。对于形式为$p=Kρ^γ$的多方状态方程，发现它是$1.16 (\frac{K}{0.1})^{0.5} \msol$，而对于更现实的一个，它读作$0.36 \msol $。在某些坍缩形成黑洞的情况下，组成初始中子星的部分物质可以通过激波被喷射出去，只留下初始质量的一小部分形成黑洞。因此，质量非常小的黑洞可以形成，特别是，质量标度关系，作为初速度的函数，采取的形式发现的Choptuik临界崩溃。
2001-07-12 astro-ph gr-qc
Remnant properties of binary neutron star mergers undergoing prompt collapse
本文通过107次数值相对论模拟研究瞬时坍缩双中子星并合遗迹，发现其最终质量与自旋集中于窄区间，并评估Cosmic Explorer利用晚旋近潮汐效应区分双黑洞并合的能力。
2025-07-25 gr-qc
Binary Induced Neutron-Star Compression, Heating, and Collapse
我们分析了近距离双星系统中最近发现的中子星坍缩不稳定性的几个方面。我们利用（3+1）维和球面数值广义相对论流体动力学研究这种不稳定性的起源，演变和参数敏感性。本文导出了准静态轨道弯曲空间中恒星流体静力平衡的修正条件。我们研究了不稳定性对中子星质量和状态方程的敏感性。我们还估计了可能的内部加热和相关的中微子光度的限制，这可能是由于恒星逐渐压缩前崩溃。我们表明，从这种加热的中微子辐射损失可能会超过重力波辐射的功率数小时前崩溃。本文还讨论了辐射中微子产生γ射线（或其它电磁）爆发现象的可能性。
1998-05-21 astro-ph gr-qc
Physical acceptability conditions for realistic neutron star equations of state
我们选取了37个最常见和最现实的稠密物质状态方程，对静态球对称物质组态的广义相对论恒星结构方程进行了积分。对于所有这些模型，我们检查每个恒星模型应满足的可接受条件的符合性。结果表明，某些非相对论性状态方程违反了因果关系和/或主能量条件，所有状态方程在内地壳中都出现了绝热不稳定性。
2021-01-30 gr-qc
The Shapiro Conjecture: Prompt or Delayed Collapse in the head-on collision of neutron stars?
本文研究了两颗中子星迎头碰撞中的瞬时坍缩和延迟坍缩问题。我们表明，一个黑洞的迅速形成是可能的，相反，夏皮罗的猜想，其中声称，崩溃被推迟到中微子冷却后。我们讨论了Shapiro猜想提供的启示及其局限性。的限制的猜想的理解提供了在许多时间尺度的问题。在爱因斯坦理论的广义相对论模拟与广义相对论流体力学方程耦合的全套爱因斯坦方程进行了研究。
1999-04-19 astro-ph gr-qc
Collapse of Rotating Supramassive Neutron Stars to Black Holes: Fully General Relativistic Simulations
在完全广义相对论下，通过轴对称模拟研究了均匀旋转的超大质量中子星的引力坍缩终态。作为初始条件提供的旋转恒星对于准径向引力坍缩是边缘稳定的，并且其赤道半径以开普勒速度旋转（即，恒星处于质量脱落极限）。为了模拟中子星，我们采用了多方状态方程为广泛的多方指数为$n=2/3$，4/5，1，3/2和2。我们跟踪了黑洞的形成和演化，并表明无论$n (2/3\leq n \leq 2)$的值如何，最终状态都是克尔黑洞，并且盘质量非常小（初始恒星质量的$< 10^{-3}$）。
2003-10-01 astro-ph gr-qc
Probing the incompressibility of nuclear matter at ultra-high density through the prompt collapse of asymmetric neutron star binaries
利用250个中子星并合的微观物理模拟，我们首次探讨了核不可压缩性在不同质量比双星瞬发坍缩阈值中的作用。我们表明，即时崩溃阈值的观测，无论是从二进制与两个不同的质量比或与一个质量比，但结合知识的最大中子星质量或紧凑性，将限制在最大中子星密度，$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}$的测量可能揭示出中子星内部超子或夸克的存在。
2022-05-17 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Head-on/Near Head-on Collisions of Neutron Stars With a Realistic EOS
在中子星（NS）的迎头碰撞中，即使总质量大于冷NS的最大稳定质量，合并后的天体也不会迅速坍缩。在本文中，我们证明了相反的情况：即使总质量小于最大稳定质量{ \it}，合并的对象可以迅速崩溃。我们证明了这一点的情况下，NS与现实的状态方程（Lattimer-Swesty状态方程）在迎面{ \it和}近迎面碰撞。我们提出了一个“提示崩溃猜想”的通用NS EOS的正面和近正面碰撞。
2003-01-05 gr-qc
Dynamical Formation of Scalarized Black Holes and Neutron Stars through Stellar Core Collapse
在一类标量-高斯-邦纳引力中，黑洞和中子星可以经历自发标量化--由标量场和时空曲率之间的非最小耦合引起的快子不稳定性触发的强引力相变。到目前为止，对这一现象的研究主要局限于对快子不稳定性和稳态标度黑洞和中子星的研究。到目前为止，还没有提出孤立标度黑洞和中子星形成的现实物理机制。我们研究，第一次，球对称的完全非线性恒星核坍缩到一个黑洞和一个中子星的标量高斯Bonnet理论允许一个自发标量化。我们发现，核心坍缩可以产生标度化黑洞和标度化中子星开始与非标度化的祖星。到达最终（非）标量化状态的可能路径相当丰富，导致观察表现的有趣可能性。
2021-10-15 astro-ph.HE gr-qc
Spectral methods in general relativity -- toward the simulation of 3D-gravitational collapse of neutron stars
介绍了谱方法在与致密天体的相对论天体物理学有关的问题中的几个应用。本文根据正则张量函数解析性质的适当定义，发展了一般类球坐标系中的谱方法。应用包括球对称中子星坍缩的研究以及磁化、快速旋转中子星的耦合二维爱因斯坦-麦克斯韦方程组的求解。在这两种情况下，所得到的代码是有效的，并给出结果通常比基于有限差分格式的等效代码精确几个数量级。我们进一步报告了一个针对非轴对称中子星坍缩的三维程序的现状，其中我们选择了一个基于张量的数值方案。
1996-04-12 astro-ph gr-qc
Neutron star heating constraints on wave-function collapse models
自发波函数坍缩模型，如连续自发局域化，被设计用来抑制宏观叠加，同时保留微观量子现象。坍缩模型的一个可观测的结果是大质量物体的自发加热。在这里，我们计算了天体的湍流加热率，以及相应的平衡温度。我们将这些结果应用于中子星，宇宙中重子物质的致密相。更强的塌缩模型参数意味着更大的加热，使我们能够获得竞争力的边界模型参数使用中子星观测数据，并提出投机边界的基础上，目前和未来的天文调查的能力。
2019-08-26 astro-ph.HE gr-qc quant-ph
Gravitational wave interactions with a viscous fluid: Core collapse supernova, binary neutron star merger, and accretion around a black hole merger
Rhodes University（罗德斯大学）；National Institute for Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)（国家理论与计算科学研究所）；University of South Africa（南非大学）；Luleå tekniska universitet（吕勒奥理工学院）
研究引力波与粘性流体的相互作用，探讨其在核心塌缩超新星、双中子星并合及黑洞并合吸积中的物理影响，发现引力波衰减和加热效应显著增强，可能引发伽马射线暴。
2026-03-25 gr-qc
Stability and collapse of rapidly rotating, supramassive neutron stars: 3D simulations in general relativity
我们在完全广义相对论下进行了三维数值模拟，研究了快速旋转的超大质量中子星在质量脱落极限下的动力学坍缩稳定性。我们采用了绝热状态方程与$Γ= 2$和重点放在均匀旋转的恒星。我们发现，发病的动力学不稳定性沿质量脱落序列几乎与发病的长期不稳定性。不稳定的恒星在大约一个旋转周期内坍缩成旋转的黑洞。我们还研究了稳定的恒星，已不稳定的压力耗尽（例如，通过相变）或质量吸积的崩溃。在任何情况下，我们都没有发现在新形成的克尔黑洞周围形成大质量盘或任何喷出物的证据，即使祖先正在快速旋转。
1999-11-16 astro-ph gr-qc
A Toy Model for the Electromagnetic Output of Neutron-star Merger Prompt Collapse to a Black Hole: Magnetized Neutron-star Collisions
本文系统地研究了磁化中子星的迎头碰撞。我们研究了两颗中子星合并时产生的磁场几何。此外，我们还分析了这些碰撞产生的光度，并监测了从合并到随后产生黑洞的磁场演化。在黑洞形成的时候，随着电磁场的衰减，亮度达到峰值并逐渐衰减。比较了三种不同的情况下，一个在两个中子星的初始磁场是对齐的，一个在那里他们是反对齐的，也有一种情况下，他们最初有不相等的磁场强度。我们确定区域和设置限制，使对创建和磁重联将发生在这种情况下，并进一步讨论辐射能量的限制和差异。这项研究应该被看作是一个玩具模型的情况下，残余物，一个双中子星合并，经历了一个即时崩溃的黑洞与周围的磁盘可以忽略不计。我们注意到产生的电磁脉冲类似于快速射电暴现象。我们认为，高质量的合并，导致快速迅速崩溃的黑洞和预期的流量将被观察到的距离类似的二元中子星引力波检测GW 190425的影响。
2020-04-18 astro-ph.HE gr-qc
Magnetized hypermassive neutron star collapse: a central engine for short gamma-ray bursts
超大质量中子星（HMNS）是一个可能的过渡形成后，合并的中子星联星。在最新的完全广义相对论的磁流体动力学模拟中，我们发现磁化的HMNS由于通过磁制动和磁旋转不稳定性的角动量输运而经历了“延迟”坍缩到旋转的黑洞（BH）.其结果是一个黑洞被一个巨大的、热的、带有准直磁场的环面所包围。环面以准稳定的吸积速率~10太阳质量/s吸积到BH上，环面的寿命~10 ms。环面的温度为\sim 10^{12} K，导致大量的中微子-反中微子热辐射。因此，HMNS的坍缩是产生短持续时间伽马射线暴以及伴随的引力波和中微子暴的一个有希望的方案。
2005-11-04 astro-ph gr-qc
Scalarization of neutron stars with realistic equations of state
我们考虑了标量化对静态和慢速旋转的中子星的影响，包括纯核物质，含超子的核物质，混合核物质和夸克物质，以及纯夸克物质。我们分析了标量化的发病，提出了一个普遍的关系，临界耦合参数与紧凑性。我们发现标量化的起始和大小与恒星中心的引力势（度量分量$g_{tt}$）的值密切相关。我们还考虑了惯性矩与紧性的关系，证实了对核物质、超子和混合状态方程的普适性。
2017-09-27 gr-qc
The Final Fate of Coalescing Binary Neutron Stars: Collapse to a Black Hole?
与中子星（NS）或黑洞（BH）成分合并的致密双星是目前正在建造的激光干涉仪探测器的重要引力波源，也可能是宇宙学距离上的伽马射线暴源。本文着重研究NS-NS双星系统最终的流体动力学并合，并讨论了黑洞的形成是否是这些系统最终不可避免的命运。
1999-12-14 astro-ph gr-qc
Late-Time Evolution of Realistic Rotating Collapse and The No-Hair Theorem
我们研究了现实的旋转坍缩的渐近晚期演化的解析。这是通过考虑Teukolsky主方程的渐近晚期解来完成的，该主方程支配着克尔时空上引力、电磁、中微子和标量扰动场的演化。根据旋转黑洞的无毛猜想，我们证明了渐近解在类时无穷大、零无穷大和沿黑洞外视界的渐近区域（其中幂律行为乘以由参考系拖曳引起的振荡项）发展出逆幂律尾。在类时无穷远处和沿黑洞外视界的渐近解的阻尼指数与场的自旋参数无关。然而，阻尼指数在未来零无穷大的自旋相关。在所有三个渐近区域的晚时尾空间依赖于场的自旋参数。由黑洞（或恒星）的旋转引起的参考系的旋转拖曳导致不同多极子的主动耦合。
1998-11-12 gr-qc
Collapse of magnetized hypermassive neutron stars in general relativity: Disk evolution and outflows
研究了磁化超大质量中子星坍缩成黑洞自洽形成的吸积盘的轴对称演化。这样的恒星可以在双星中子星合并后出现。它们是差动旋转的，动态稳定的，并且具有超过均匀旋转的质量限制的静止质量。然而，超大质量中子星由于磁流体驱动的角动量输运，是长期不稳定的坍缩。在这个过程中形成的旋转黑洞被一个热的、大质量的、磁化的环面和一个沿自旋轴准直的磁场所包围。该系统是短硬伽马射线暴（GRB）中心引擎的候选者。我们的代码集成耦合Einstein-Maxwell-MHD方程，并用于跟踪磁化超大质量中子星模型在完全广义相对论中的坍缩，直到时空稳定到准稳态。然后，我们采用考林近似，其中的时空是冻结的，以跟踪随后的演变的磁盘。这种近似使我们能够极大地扩展磁盘的演变和研究由此产生的外流，这可能是相关的伽玛暴的产生。我们发现，当一个刚性的状态方程假设为低密度磁盘材料，外流被抑制，是敏感的初始磁场配置。
2008-02-01 astro-ph gr-qc
Importance of cooling in triggering the collapse of hypermassive neutron stars
双中子星（NSNS）的螺旋和合并可以导致超大质量中子星（HMNS）的形成。当HMNS由于中微子冷却和/或由于引力波（GW）发射的离心支持而失去热压力时，和/或差旋转的磁破坏，它将坍缩成黑洞。为了评估冲击引起的热压力和冷却的重要性，我们采用了一个理想化的状态方程，并通过后期螺旋，合并和HMNS的形成，占冷却在全GR进行NSNS模拟。我们表明，热压力有助于显着的支持HMNS对崩溃和热冷却加速其“延迟”崩溃。我们的模拟明确地表明，冷却可以导致一个热的超大质量中子星合并后形成的双中子星的灾难性崩溃。因此，冷却物理学是重要的，包括在NSNS合并计算，以准确地确定HMNS残留物的寿命，并提取有关NS状态方程，冷却机制，酒吧的不稳定性和B-场的信息，从全球变暖发射的瞬态阶段之前BH的形成。
2012-09-18 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Three-Dimensional General-Relativistic Hydrodynamic Simulations of Binary Neutron Star Coalescence and Stellar Collapse with Multipatch Grids
本文提出了一个新的三维广义相对论流体动力学演化方案，该方案能够有效地模拟恒星坍缩、孤立中子星、黑洞形成和双中子星合并等过程.我们利用一组自适应曲线线性网格（多面体）加上通量守恒的细胞为中心的自适应网格细化。这使我们能够显着扩大我们的计算域，同时仍然保持高分辨率的引力波提取区，恒星的外层，或合并中子星的质量喷射区域。流体演化与高分辨率的激波捕获有限体积计划，而时空的几何演变使用四阶有限差分。我们采用了多速率龙格-库塔时间积分方案的效率，发展的流体与二阶和时空几何与四阶积分，分别。我们验证了我们的代码的一些基准问题：旋转恒星坍缩模型，激发中子星，中子星坍缩成黑洞，和二元中子星合并。测试问题，特别是后者，极大地受益于更高的分辨率在重力波提取区，因果断开的外边界，和应用柯西特征重力波提取。我们表明，我们能够提取收敛的引力波模式（l，m）=（6，6）。这项研究铺平了道路，更现实和详细的研究紧凑的对象和恒星坍缩在全三维和大型计算域。本文讨论的多面体基础设施和网格细化和流体动力学代码的改进将作为开源爱因斯坦工具包的一部分提供。
2012-12-05 astro-ph.HE gr-qc
Scalar field induced oscillations of neutron stars and gravitational collapse
利用Einstein-Klein-Gordon理想流体系统的全动力学数值模拟方法，研究了无质量标量场与自引力中子星的相互作用。我们的研究仅限于球对称，中子星近似为相对论多面体。研究孤立中子星的非线性动力学在广义相对论的特征表述中是非常有效的，在广义相对论中，时空是由一族出射光锥划分的。我们能够在计算网格上紧致整个时空，同时施加自然辐射边界条件并提取准确的辐射信号。我们研究了从标量场到流体星的能量转移。我们发现，特别是，根据中子星模型的紧凑性，标量波迫使中子星要么振荡在其径向模式的脉动或进行引力坍缩的黑洞的动态时间尺度。辐射信号，在未来的零无穷远读出，显示准正常的振荡设置之前的晚时间幂律尾。
2001-08-02 astro-ph gr-qc
Disk formation in the collapse of supramassive neutron stars
短伽马射线暴（sGRB）的性质具有很大的多样性。这表明，观察到的现象可能是由不同的“中央引擎”引起的，或者引擎根据其参数产生各种结果，或者两者兼而有之。最流行的引擎场景是两颗中子星的合并，最近费米和INTEGRAL探测到了中子星合并GW 170817之后的伽马射线爆发（GRB 170817 A），但目前还不清楚这一事件可能有多特殊。几个sGRB引擎模型涉及超大质量中子星的坍缩，产生黑洞和吸积盘。我们研究这种情况下的各种状态方程都通过基于平衡模型的角动量的考虑，并通过完全动态的数值相对论模拟。我们获得了更广泛的磁盘形成配置比以前的研究，但我们同意后者，这些配置都不可能产生的现象，将被归类为sGRB。
2018-08-10 astro-ph.HE gr-qc
Are neutron stars crushed? Gravitomagnetic tidal fields as a mechanism for binary-induced collapse
威尔逊、马修斯和马罗内蒂对双星中子星的数值模拟表明，孤立状态下稳定的中子星，当被放入双星系统中时，可以坍缩成黑洞。这一说法令人惊讶，因为它与牛顿的预期背道而驰，牛顿认为双星系统中的中子星应该更稳定，而不是更不稳定。在纠正了弗拉纳根发现的错误后，威尔逊和马修斯发现中子星的压缩显著减少，但没有消除。这促使我们提出以下一般性问题：在什么情况下，广义相对论潮汐相互作用会导致一颗稳定的中子星被压缩？我们已经发现，如果一个不旋转的中子星具有电流四极矩，与重力磁潮汐场的相互作用可以导致对恒星的压缩力。如果这个电流四极子是由重力磁潮汐场引起的，那么它与潮汐场的关系是一个依赖于状态方程的常数，称为重力磁洛夫数。这类似于牛顿勒夫数，它将牛顿潮汐场的强度与恒星的诱导质量四极矩联系起来。压缩力几乎永远不会大于牛顿的潮汐相互作用，它使中子星稳定下来，防止坍缩。在恒星中已经存在电流四极的情况下（可能是数值模拟的假象），压缩力可以超过稳定力，导致恒星中心密度的净增加。这种增加很小（<~1%），但原则上可能导致接近最大质量的恒星发生引力坍缩。
2006-05-06 astro-ph gr-qc
A General-relativistic Determination of the Threshold Mass to Prompt Collapse in Binary Neutron Star Mergers
我们研究了两颗中子星合并产生的残余物的寿命，并重新确定了瞬发坍缩的阈值质量$M_{\rm th}$。使用一个完全广义相对论的数值方法和一个新的方法严格确定的$M_{\rm th}$，我们表明，一个非线性的普遍关系之间存在的阈值质量和最大的紧凑性。对于这里考虑的温度依赖的状态方程，我们的研究结果改善了最近发现的类似的线性关系的方法，不太准确，但产生定量相似的结果。此外，利用GW 170817的信息，我们使用普适关系来设定任何质量的恒星半径的下限。
2019-03-03 astro-ph.HE gr-qc
Semi-analytic derivation of the threshold mass for prompt collapse in binary neutron star mergers
在最大质量非旋转中子星模型中，经验发现双中子星合并的瞬时坍缩阈值质量依赖于恒星性质。在这里，我们提出了一个半解析推导这个经验关系，这表明它是相当不敏感的热效应，偏离轴对称和合并残余物的确切的旋转定律。我们利用轴对称，冷平衡模型与差分旋转和确定的阈值质量崩溃的经验关系，描述了在残余物中的角动量为一个给定的总二进制质量和序列的旋转平衡模型在阈值崩溃（后者假设是附近的转折点的固定角动量序列）之间的比较。尽管有各种简化假设，但快速崩溃的经验关系式仍能以很好的精度再现，这表明了它的鲁棒性。我们讨论了我们的方法和结果的影响，了解其他经验的中子星合并残留物，已被发现的数值模拟和发挥关键作用，通过引力波观测约束的高密度状态方程所满足的关系。
2017-08-03 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Prompt merger collapse and the maximum mass of neutron stars
我们进行流体动力学模拟的中子星合并的大样本的温度依赖性，核状态方程，并确定阈值质量以上的合并残留物迅速崩溃，形成一个黑洞。我们发现，根据状态方程的不同，阈值质量比孤立的非旋转恒星的最大质量大30%到70%。我们的模拟还表明，阈值质量与最大质量之间的比率与非旋转最大质量配置的紧凑性密切相关。我们推测如何利用这种关系，从未来的观测中子星属性的约束。
2013-09-08 astro-ph.SR gr-qc nucl-th
Gravitational waves from axisymmetric rotating stellar core collapse to a neutron star in full general relativity
在完全广义相对论框架下，对旋转恒星核坍缩成中子星的过程进行了轴对称数值模拟。采用Cartoon方法，即在直角坐标系下求解爱因斯坦场方程，并在$y=0$平面周围施加轴对称条件。流体动力学方程在圆柱坐标系中（在笛卡尔坐标系中的$y=0$平面上）使用具有最大网格尺寸$(2500,2500)$的高分辨率激波捕获方案求解。采用参数状态方程模拟坍缩的恒星核和中子星，发现质子中子星坍缩、反弹和形成过程中的中心密度演化与Dimmelmeier等人采用近似广义相对论公式的结果一致.这表明，这种近似是适当的以下轴对称的恒星核心崩溃和随后形成的质子中子星。引力波是用四极公式计算的。结果发现，波形是定性的，与那些由Dimmelmeier等人。然而，定量，两个波形不同意。分歧的可能原因进行了讨论。
2004-02-08 astro-ph gr-qc
Black-hole formation in binary neutron star mergers: The impact of spin on the prompt-collapse scenario
本文通过84次数值相对论模拟，揭示恒星自转如何影响双中子星并合在瞬时坍缩阈值附近的遗迹寿命、碎屑盘质量及黑洞形成机制。
2024-03-01 astro-ph.HE gr-qc
Precursory collapse in Neutron Star-Black Hole mergers
研究了大黑洞与小中子星并合过程中事件视界的性质。我们发现，如果恒星足够紧凑，那么在静止坐标系中，在恒星与黑洞合并之前，视界开始在恒星内部增长，其方式类似于恒星坍缩中事件视界的增长。我们可以说，中子星在落入更大的黑洞之前，它本身就开始变成一个黑洞。我们讨论如何的现象，即使不能直接观察到的，可以不变的特点。我们通过在极端质量比极限下构造并合事件视界来定量地证明这一点。结果表明，对于实际的中子星模型和紧致度的容许值，这种效应是存在的。
2020-07-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Magnetic Collapse of a Neutron Gas: No Magnetar Formation
在磁场中，与电子和质子背景平衡的简并中子气体各向异性地施加压力，垂直于磁场的压力值小于沿磁场的压力值。对于临界场，磁压可能导致中子气体的赤道压力消失，结果可能是恒星的横向坍缩。这确定了在稳定的类星体中观测到的场的极限，作为它们密度的函数。坍缩后留下的最终结构可能是核子和介子（$π^{\pm,0},κ^{\pm,0}$）凝聚体（也可能是一颗奇怪的恒星）的混合相，或者是一条黑弦，但根本没有磁星。
2000-11-30 astro-ph gr-qc hep-ph
GRMHD simulations of prompt-collapse neutron star mergers: the absence of jets
吸合中子星不仅是重要的引力波源，也是符合电磁波的候选者。这些系统被认为是短伽马射线暴（sGRB）的前身。我们以前已经表明，双中子星合并，经历{ \it延迟}坍缩到一个黑洞周围的{ \it weighty}磁化吸积盘可以驱动磁动力射流。我们现在进行磁流体动力学模拟的双中子星合并，经历{ \it提示}崩溃，探讨喷流形成的可能性，从黑洞-{ \it轻}吸积盘残余。我们发现，在$t-t_{\rm BH}\sim 26(M_{\rm NS}/1.8M_\odot)$ ms [ $M_{\rm NS}$是ADM质量]之后，黑洞迅速形成，没有证据表明质量外流或磁场准直。合并后黑洞的快速形成阻止了磁能接近磁极上方的无力值，这是通常的Blandford-Znajek机制发射喷流所必需的。与sGRB重合的引力波的探测可能会对核物质状态方程（EOS）提供限制：NSNS合并的命运-延迟或即时崩溃，因此sGRB的出现或不出现-取决于双星总质量的临界值，而这个值对EOS很敏感。
2017-11-02 astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Simulations of Accretion Induced Collapse of Neutron Stars to Black Holes
天体物理宇宙中的中子星（NS）通常被吸积盘包围。物质在NS上的吸积可能会使其质量增加到其状态方程所允许的最大值以上，导致其坍缩为黑洞（BH）。在这里，我们第一次研究这个过程，在三维空间，并在充分的广义相对论。通过考虑三个初始NS配置，每一个周围的磁盘（质量约7% M_{NS}），我们调查的吸积盘的影响的动力学的崩溃和它的印记上的引力波（GW）和电磁（EM）的信号，可以由这些来源。我们特别表明，即使GW信号是类似的吸积诱导的崩溃（AIC）和NS在真空中的崩溃（和检测只有银河系源），EM对应物可以让我们区分这两种类型的事件。事实上，我们的模拟表明，虽然NS在真空中的崩溃没有留下明显的重子物质的事件视界外，AIC是由一个阶段的快速吸积幸存的磁盘到新形成的BH。坍缩后的吸积速率约为~10^{-2} M_{sun} s^{-1}，使这些事件成为短伽马射线暴的诱人候选者。
2012-09-21 astro-ph.HE gr-qc
Collapse of differentially rotating neutron stars and cosmic censorship
我们提出了新的结果动力学和引力波辐射的崩溃的差异旋转中子星。我们已经考虑了许多具有不同无量纲角动量J/M^2值的多变恒星模型，其中J和M分别是恒星的渐近角动量和质量。对于J/M^2<1的中子星，“亚克尔”模型，我们能够找到模型，是动态不稳定的，并迅速崩溃到一个旋转的黑洞。坍缩的动力学和随之产生的引力波发射都类似于均匀旋转的恒星，尽管引力波发射的效率总体上有所下降。对于J/M^2>1的恒星模型，即另一方面，我们无法找到动态不稳定的模型，并且发现所有计算的超克尔模型都远离稳定阈值。对于这些模型，只有在非常严重的人为减压之后，才可能发生引力坍缩，然后导致环面发展非轴对称不稳定性，并最终收缩为稳定的轴对称恒星构型。虽然这并不排除裸奇点可以由差动旋转恒星的坍缩产生的可能性，但它也表明宇宙审查没有被违反，并且超克尔祖先的一般条件不会导致裸奇点。
2011-07-07 astro-ph.HE gr-qc
Type II critical phenomena of neutron star collapse
我们调查球对称，广义相对论系统的崩溃完美流体分布。我们考虑中子星模型，驱动崩溃的除了最初的“进入”的速度分布的名义上静态的恒星解决方案。我们所用的中子星模型是Tolman-Oppenheimer-Schmidoff解，其初始状态方程是等熵的，符合伽马定律。1）速度剖面的振幅和2）恒星中心密度的初始值跨越一个参数空间，我们只关注引起II型临界行为的区域，在这个区域中可以形成任意小质量的黑洞。与以前发表的工作相比，我们发现-对于特定值的绝热指数（伽马= 2）-所观察到的II型临界解具有近似相同的标度指数计算为相同的指数的超相对论流体。此外，我们发现，使用理想气体状态方程计算的临界解渐近线的超相对论临界解。
2007-09-21 astro-ph gr-qc
Magnetic collapse of a neutron gas: Can magnetars indeed be formed
在磁场中，与电子和质子背景平衡的相对论简并中子气体各向异性地施加压力，垂直于磁场的压力值小于沿磁场的压力值。对于临界场，磁压可以使中子气体的赤道压力消失。把它作为中子星的模型，结果可能是恒星的横向坍缩。这就确定了在稳定的中子星中子星中可观测到的场的极限，它是中子星密度的函数。坍缩后的最终结构可能是核子和介子凝聚的混合相，一颗奇怪的恒星，或者一个高度扭曲的黑洞或黑色的“雪茄”，但如果被视为超强磁化的中子星，则没有任何磁星。然而，我们并不排除超新星爆炸中产生的超强磁场直接导致奇异恒星的可能性。换句话说，如果有磁星存在，它们不可能是中子星。
2003-03-13 astro-ph gr-qc hep-ph
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
Neutron Star Collapse From Accretion: a Probe of Massive Dark Matter Particles
本文研究大质量暗物质粒子在中子星内通过动量相关散射被捕获并热化、最终导致中子星坍缩为黑洞的过程，并利用暗物质密集区老年中子星的观测对大质量暗物质参数给出强约束。
2024-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Unstable Anisotropic Neutron Stars: Probing the Limits of Gravitational Collapse
本文研究了局部各向异性中子星的稳定性与引力坍缩，利用BL-Model和强子-夸克相变EOSs分析径向微扰下的动力学演化，并提出探测此类高能事件的新方法。
2024-05-30 gr-qc nucl-th
Relativistic Hydrodynamics in Close Binary Systems: Analysis of Neutron-Star Collapse
我们讨论了最近在（3+1）维广义相对论流体动力学数值模拟中观察到的导致中子星压缩和坍缩的基本相对论物理。我们表明，压缩是由速度依赖的相对论流体动力学项，增加了自引力的恒星。它们也产生相对于双星的共转坐标系的流体运动。我们提出的数值和分析结果证实，这些条款是微不足道的均匀平移或流体动力学时，被约束为刚性共转。然而，当流体动力学是不受约束的，中子星流体松弛到一个压缩的非同步状态，几乎没有净内禀自旋相对于遥远的观察者。我们还表明，潮汐减压效果是远远小于速度依赖的压缩条款。我们讨论了为什么最近几次尝试分析这种效果与约束流体力学或潮汐力的分析没有观察到压缩。我们认为，一个独立的测试，这必须包括无约束的相对论流体动力学足够高的顺序，所有相关的速度依赖项和它们可能的取消。
1998-05-21 astro-ph gr-qc
Spherical neutron star collapse toward a black hole in tensor-scalar theory of gravity
完整的张量标量和流体动力学方程，提出和集成，自引力理想流体。初始条件描述了不稳定平衡态的中子星组态，状态方程为多方方程。它们是必要的，以便遵循这颗恒星朝向黑洞的引力坍缩（包括完整的流体动力学），并研究由此产生的标量引力波。这个波的振幅，以及辐射的能量显着增加以上的耦合函数的参数的某个临界值，由于自发标量化，在Brans-Dicke理论中不存在的效果。在大多数情况下，塌陷流体的压力对所得到的信号没有显著影响。如果这类源的位置超过几百千秒差距，那么未来的引力波激光干涉探测器（如VIRGO或LIGO）就不太可能观测到这类源。然而，如果这种引力坍缩被其四极引力信号探测到，自发标量化可能会受到限制，因为后者比单极引力信号低得多。
1998-01-23 astro-ph gr-qc
Gravitational Waves from Phase-Transition Induced Collapse of Neutron Stars
研究了快速旋转中子星核内正常核物质到夸克和核物质混合相的相变引起的引力坍缩的引力辐射。研究是基于自洽的三维流体力学模拟与牛顿引力和高分辨率的激波捕获计划，和四极公式的引力辐射。混合相的夸克物质用MIT袋模型描述，正常核物质用理想流体状态方程描述。1.我们确定了几种坍缩情况下发射的引力波的大小。2.我们确定了由该过程激发的流体振荡模式的类型和频率。特别地，我们发现坍缩产生的引力波信号主要是由最终平衡位形的基本四极模和准径向模决定的。在某些坍缩情形中，我们发现由于微分旋转的增长和强冲击波的形成，振荡在几个动力学时间尺度内衰减。3.我们发现引力波信号的频谱对物态方程是敏感的，这意味着这种引力波的探测可以提供有用的约束新诞生的夸克星的物态方程。4.对于我们所研究的旋转周期范围，我们没有发现在坍缩过程中非轴对称动力学不稳定性发展的迹象。
2006-03-13 astro-ph gr-qc
Relativistic Structure, Stability and Gravitational Collapse of Charged Neutron Stars
带电恒星有可能变成带电黑洞甚至裸奇点。本文给出了一组流体静力平衡下球形带电致密星的Tolman-Oppenheimer-Volkov方程的数值解。得到的恒星模型在时间上向前演化，积分Einstein-Maxwell场方程。假定零温中子气体的状态方程。电荷分布被认为与静止质量密度分布成比例。这组解呈现出一个不稳定的分支，即使荷质比任意接近极值情况。它是执行强扰动下的解决方案的稳定性的直接检查，并为不同的值的电荷质量比。处于稳定分支的恒星振荡而不坍缩，而处于不稳定分支的模型则直接坍缩形成黑洞。电荷大于或等于极值的恒星会爆炸。当一颗带电的恒星突然放电时，它不一定会坍缩形成一个黑洞。在目前的模拟中，导致物质外壳形成的非线性效应（参见Ghezzi和Letelier 2005）可以忽略不计。结果符合黑洞热力学第三定律和宇宙监督猜想。
2005-10-25 astro-ph gr-qc
Stochastic gravitational wave background due to core collapse resulting in neutron stars
本文研究了核心坍缩超新星产生的随机引力波背景，提出了一种简化的多峰振幅谱波形模型，并利用 BILBY 估算参数，评估了其在先进引力波探测器下的可探测性。
2024-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
