Asteroseismology of neutron stars with both hyperons and $Δ$ resonances
Center for Gravitation and Cosmology, College of Physical Science and Technology, Yangzhou University(扬州大学物理科学与技术学院引力与宇宙学中心);Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理研究所(爱因斯坦研究所));Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学科维理天文与天体物理研究所)
利用多种相对论能量密度泛函,研究超子和Δ共振对中子星非径向振荡频率的影响,发现Δ共振对g模频率有显著增强作用,对约束中子星内部组成有重要意义。
2026-06-24 astro-ph.HE nucl-th
Probing nuclear bubble structure via neutron star asteroseismology
我们考虑的扭转振荡,被困在一层球孔(泡)原子核结构,预计将发生在最深的区域内的内壳的中子星。由于这一层介于板状核相和均匀核物质的外核之间,气泡相的扭转振荡可以与通常的地壳扭转振荡分开激发。通过对均匀核物质状态方程各种模型的本征模分析,我们发现这种振荡的基频几乎与对称核物质的不可压缩性无关,而强烈地依赖于核对称能$L$的斜率参数.虽然频率也对夹带效应敏感,即,在气泡外核子的哪一部分对振荡有贡献,通过固定这一部分,我们可以成功地将计算出的特定质量和半径的恒星内气泡相扭转振荡的基频拟合为$L$的函数。通过比较由此产生的拟合公式的准周期振荡(QPOs)的频率从软伽马中继器观察到的,我们发现,每个观察到的低频QPOs可以被确定为一个扭转振荡的气泡相或作为一个通常的地壳振荡,给出普遍接受的值$L$的所有恒星模型在这里考虑。
2016-09-07 astro-ph.HE nucl-th
Gravitational wave asteroseismology with protoneutron stars
利用一维核塌缩超新星数值模拟结果,在相对论线性微扰理论框架下研究了引力波在反弹后的频率随时间的演化.本文建立了质子中子星模型,使质子中子星的质量和半径与数值模拟结果等价。然后,我们发现质子中子星辐射的引力波的频率强烈地依赖于质子中子星的质量和半径,但几乎与星内电子分数和每重子熵的分布无关。此外,我们还发现,无论是哪种原型,引力波的频率都可以用质子中子星平均密度的平方根来表征,这与冷中子星的经验公式完全不同。谱对质量和半径的依赖性不同于$g$模:由于对流和吸积激波不稳定性引起的质子中子星表面的振荡。对这些引力波模的仔细观测可以确定核反弹后质子中子星的质量和半径的演化。此外,引力波的预期频率在反弹后的早期阶段约为几百赫兹,这必须是地基引力波探测器的良好候选者。
2016-08-03 astro-ph.HE nucl-th
Universal relations for gravitational-wave asteroseismology of proto-neutron stars
核心坍缩超新星的最新数值模拟表明,引力波的主要来源是反弹后演化过程中原中子星模的激发。在这项工作中,我们得到的普遍关系,最常见的振荡模式,即g模式,p模式和f模式,与系统的基本属性,如原中子星的表面重力或在该地区的平均密度所包围的冲击的频率。这些关系独立于状态方程、中微子处理和前身质量,因此可以用来建立仅从引力波观测推断原中子星性质的方法。我们概述了如何进行这些测量和约束,可以放在原中子星的属性。
2021-11-08 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational wave asteroseismology of neutron stars with unified EOS: on the role of high-order nuclear empirical parameters
本研究分析了中子星非径向流体振荡和潮汐形变对高阶核经验参数的敏感性,发现不同参数对不同质量中子星的振荡模式和潮汐形变影响各异,未来高灵敏度引力波探测器有望成为约束这些参数的新工具。
2024-11-14 astro-ph.HE nucl-th
Gravitational wave asteroseismology of accreting neutron stars in a steady state
RIKEN(理化学研究所);University of Tübingen(蒂宾根大学)
本研究利用引力波频率和辐射度分析,通过稳态吸积中子星的引力波特性确定其质量和半径,并检验内部直接Urca过程的存在。
2024-10-02 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
Gravitational wave asteroseismology on cooling neutron stars
采用相对论Cowling近似,研究了中子星热演化过程中引力波的频率。我们特别关注中子星模型,其中直接Urca(快速冷却过程)不起作用,没有超流性和超导性。对于这种模型,冷却曲线几乎不依赖于状态方程(EOS)以及中子星的质量,而我们表明,引力波频率强烈依赖于这两个属性。然后,我们发现,基本和第一压力模式的频率乘以恒星质量很好地表示为一个函数的恒星的紧凑性几乎独立的状态方程。我们还发现,在热演化后期,第一引力模的频率与恒星的致密性有很强的相关性。此外,我们还推导出了估算中子星内直接Urca爆发的阈值质量随核饱和参数变化的经验公式。这个公式将给我们一个关于中子星性质的限制,如果观测发现直接Urca发生(或不起作用)在中子星内部。
2021-12-30 astro-ph.HE gr-qc
Towards asteroseismology of neutron stars with physics-informed neural networks
本文提出利用物理信息神经网络研究中子星振荡,通过本征值问题求解实现对中子星内部结构和物态方程的深入分析。
2025-04-16 astro-ph.HE gr-qc
Magnetar Asteroseismology with Long-Term Gravitational Waves
磁耀斑和磁星(超磁化中子星)的感应振荡是很有希望的引力波源。我们认为,GW的发射,如果有的话,将持续时间比观察到的X射线准周期振荡(X-QPO),需要更长期的GW分析,从一天到几个月比目前的搜索。与脉冲星计时一样,由于磁场的衰减或重构,振荡频率也会随时间变化,这对GW的探测至关重要。利用观测到的GW频率及其时间导数,我们可以探测内部磁场强度及其演变,并利用下一代干涉仪如先进的LIGO,先进的VIRGO,LCGT和ET开启新的GW星震学。
2011-03-28 astro-ph.HE gr-qc
Measuring radii of merging neutron stars with interface-mode asteroseismology informed by nuclear theory and experiment
University of Bath(巴斯大学);East Texas A&M University(东德克萨斯农工大学);Texas A&M University(德克萨斯农工大学);Ohio University(俄亥俄大学);Michigan State University(密歇根州立大学);CNRS(法国国家科学研究中心)
提出利用中子星星震学中的壳-核界面模频率来推断中子星半径,精度可达5-10%,且对内核细节不敏感,可通过多信使共振耀斑或引力波观测实现。
2026-08-07 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Asteroseismology: radial oscillations of neutron stars with realistic equation of state
在四维广义相对论中研究了非自转中子星的径向振荡。NS的内部模拟在最近提出的多组分现实状态方程(EoS)与诱导表面张力(IST)。特别是,我们认为IST EoS与两套模型参数,都再现了所有已知的正常核物质的属性,给出了一个高质量的描述质子流约束,强子多重性在核-核碰撞,符合天体物理观测和观测数据从NS-NS合并。我们计算了12个最低的径向振荡模式,它们的频率和相应的本征函数,以及两个不同的模型集的六个选定的基准NS(具有不同的半径和质量的1.2,1.5和1.9太阳质量)的大频率分离。计算结果表明,随着NS中心重子密度的增加,频率不断增加。此外,我们发现的第一本征函数的基本模式,绝热指数和声速剖面计算的行为之间的相关性,这可以用来探测与星震数据的内部结构的NS。
2020-02-27 astro-ph.HE gr-qc
Understanding supernova gravitational waves with protoneutron star asteroseismology
Theoretical Astrophysics, IAAT, University of Tübingen(蒂宾根大学理论天体物理学与IAAT)
本文通过中子星振荡频谱分析,探讨超新星引力波与物理性质的普遍关系,以提高低事件率引力波信号的解析能力。
2026-04-21 astro-ph.HE gr-qc
Neutron stars in $f(R,T)$ gravity with conserved energy-momentum tensor: Hydrostatic equilibrium and asteroseismology
在具有守恒能量动量张量的$f(R,T)$引力框架下,考虑多方状态方程,研究了球对称相对论性恒星的平衡和径向稳定性.修正的恒星结构方程和钱德拉塞卡脉动方程都是针对$f(R,T)= R+ h(T)$重力模型推导出来的,其中函数$h(T)$采取了特定的形式,以保证能量动量张量的守恒方程。详细研究了中子星的半径、质量、结合能和振荡谱等性质。我们的研究结果表明,一个尖点-这标志着不稳定的外观-形成时,结合能被绘制为紧凑的恒星固有质量的函数。我们发现,基本振动模式的平方频率通过零的中心密度值对应于这样一个尖点的结合能是一个最小值。
2021-08-25 astro-ph.HE gr-qc
Asteroseismology and Universal Relations in Neutron Stars with Gravitationally Bound Dark Matter
本文研究了混合暗物质中子星的结构与振荡性质,采用单流体形式和三种核物质状态方程,发现暗物质诱导的引力压缩会降低最大质量并改变径向模式谱,同时验证了非径向振荡普遍关系的稳健性,为探测暗物质效应提供了框架。
2025-05-30 astro-ph.HE
Robust universal relations in neutron star asteroseismology
本研究结合核物理理论与天文观测约束的大量物态方程,验证中子星f模相关普适关系的鲁棒性,发现新的f模-半径强相关普适关系,并指出低频2倍太阳质量中子星可能存在非核子自由度。
2023-06-15 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Empirical relations for gravitational-wave asteroseismology of binary neutron star mergers
我们构建了新的,多元的经验关系测量中子星半径和潮汐变形的主导引力波频率在合并后阶段的二进制中子星合并。这些关系确定了特定中子星质量的中子星半径和潮汐形变率,并具有一致的精度,并且仅依赖于两个观测值:合并后的峰值频率$f_{\rm peak}$和啁啾质量$M_{\rm chirp}$。前者可以用下一代探测器从合并后阶段发射的引力波中以很好的精度测量,而后者已经用现代探测器从螺旋阶段以很好的精度获得。我们的主要数据集由CFC/SPH模拟得到的引力波目录组成。我们还提取了$f_{\rm peak}$频率从公开的CoRe数据集,通过基于网格的GRHD模拟获得,并找到两个数据集的提取频率之间的良好协议。因此,我们可以为组合数据集构建经验关系。此外,我们调查的经验关系的两个二级峰,$f_{2-0}$和$f_{\rm spiral}$,并表明,这些关系是不同的,在整个参数空间中,与以前介绍的光谱分类计划。最后,我们表明,光谱分类方案可以使用机器学习技术。
2019-10-24 astro-ph.HE gr-qc
Probing Tensor-Vector-Scalar Theory with Gravitational Wave Asteroseismology
为了在张量-矢量-标量(TeVeS)理论中研究中子星发射的引力波,我们导出了相对论星的微扰方程,其中为了简化起见,我们省略了矢量场的微扰。也就是说,我们考虑标量场和张量场的微扰。在这个假设下,我们发现对应于时空振荡($w$模)的轴向引力波与标量场的扰动无关,而标量场的影响只能通过背景性质来体现。采用两种不同的状态方程,计算了轴向$w$模的复本征频率,发现频率对恒星致密性的依赖性几乎与所采用的状态方程和TeVeS中的参数无关。此外,TeVeS中轴向$w$模的频率依赖性与广义相对论中的结果明显不同.因此,对引力波的直接观测可以揭示强场区域的引力理论。
2009-09-13 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave asteroseismology with f-modes from neutron star binaries at the merger phase
来自合并中子星的引力波信号可以提供关于核物质状态方程性质的重要信息,从信号的早期部分通过潮汐效应到合并产物的性质和振荡频率。通过比较中子星的基本振荡模式($f$ -模式)的频率与两颗中子星合并时的引力波频率,我们研究了孤立中子星的性质与合并之间的直接联系。我们使用共形平坦近似下的非线性流体动力学程序计算了非旋转和旋转中子星的四极($l=2$)$f$模振荡($f_{2f}$),并从一组公开可用的模拟中获得了与双星的峰值振幅($f_{\rm max}$)相关的引力波频率。我们发现,$f_{\rm max}$和$f_{2f}$相差约1\%,平均而言,在45个相同的质量系统,不同的总质量和状态方程。假设引力波频率仍近似等于轨道频率$Ω$的2倍,结果表明,在并合点附近满足潮汐共振条件$|m|Ω= f_{2f}$,其中$m=2$为方位角量子数.此外,$f_{\rm max}$和等质量双星系统的潮汐变形性之间的普遍联系现在可以用$f_{2f}$和孤立中子星的潮汐变形性之间的类似关系来解释,这已经被证明与中子星的几乎不可压缩性质有关。我们的研究结果表明,这是可能的引力波信号在合并的一个双中子星系统的基本振荡模式和质量比直接相关。
2020-12-15 astro-ph.HE gr-qc
Towards asteroseismology of core-collapse supernovae with gravitational-wave observations - I. Cowling approximation
核心坍缩超新星的引力波是由原中子星及其周围环境(包括激波)中的不同振荡模式激发而产生的。在这项工作中,我们研究的PNS冲击系统的反弹后振荡频谱和观察到的引力波信号从核心崩溃模拟的特征频率之间的关系。这是一个基本的第一步,以制定一个程序来推断天体物理参数的PNS形成的核心塌陷超新星。我们的方法结合了从PNS的振荡谱,通过线性微扰分析背景物理系统,从相应的非线性,核心崩溃模拟的引力波谱的信息。使用的结果从35 $M_{\odot}$前超新星祖先的崩溃模拟,我们表明,这两种类型的光谱确实是相关的,我们能够识别的振荡模式的PNS,即g-模式,p-模式,混合模式,和站立吸积激波不稳定性(SASI)模式,获得一个非常密切的对应关系的时间-频率分布的引力波模式。本文提出的分析提供了一个概念证明,在核心崩溃的情况下,星震学确实是可能的,它可以作为未来工作的基础上PNS参数推断的基础上引力波观测。
2018-07-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gravitational wave asteroseismology of dark matter hadronic stars
本文通过数值模拟研究暗物质质量和费米动量对强子星f0模振荡及潮汐形变的影响,并结合GW170817事件分析其相关性。
2024-02-19 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Accuracy of relativistic Cowling approximation in protoneutron star asteroseismology
相对论性Cowling近似在流体振荡过程中忽略度规扰动,常被用来研究核塌缩超新星爆炸产生的质子中子星(PNS)的引力波。在这项研究中,我们评估如何考林近似的工作以及通过比较的频率与考林近似的那些没有近似。然后,我们发现,与没有近似的频率的行为是定性相同的方式,与近似的频率可以完全确定在$\sim 20\%$的精度。特别是,与考林近似的基本模式是高估。此外,我们还讨论了PNS引力波中各本征模的阻尼时间,其中PNS在$f$ -模和$g_1$ -模避免交叉之前的阻尼时间与冷中子星的阻尼时间有很大的不同,但与冷中子星的阻尼时间在后相时基本相似.与分析中常用的短时傅立叶变换的典型时间间隔相比,阻尼时间足够长,并且理想地保证了变换的有效性。
2020-09-11 astro-ph.HE
Constraining dense matter physics using f-mode oscillations in neutron stars
在这个本科生计画中,中子星中的f模式振荡被用来限制稠密物质的状态方程。首次系统地研究了核饱和参数对模振荡的影响。结果表明,核子有效质量的不确定性对f模频率的控制起着最重要的作用。还研究了频率与与星震学有关的天体物理观测量的相关性。未来对f模式频率的探测可以提供一种独特的方式来限制核经验参数,从而限制致密物质的行为。
2020-07-20 astro-ph.HE nucl-th
Dependence of outer boundary condition on protoneutron star asteroseismology with gravitational-wave signatures
为了获得核塌缩超新星(CCSNe)反弹后阶段的质子中子星(PNS)的本征频率,我们利用一颗$15 M_{\odot}$星的广义相对论CCSN模拟结果,对角平均PNS轮廓进行了线性微扰分析.在这项工作中,我们研究如何选择的外边界条件可能会影响PNS振荡模式的线性分析。通过改变PNS表面的外边界处的密度以参数化的方式,我们表明,本征频率强烈依赖于表面密度。通过与流体动力学模拟中获得的引力波(GW)特征相比较,PNS的所谓表面$g$模式可以很好地归因于PNS的基本振荡。与冷中子星的情况类似,基本振荡的频率可以由PNS的质量和半径的函数拟合。当外边界的位置不仅覆盖PNS而且覆盖激波后区域时,我们得到了与驻存吸积激波不稳定性(SASI)调制频率接近的本征频率。然而,我们指出,这些振荡模式是不可能有相同的物理起源的SASI模式中看到的流体动力学模拟。我们讨论了应用角度平均,线性扰动分析,以提取CCSN GW签名的全部成分可能存在的局限性。
2019-06-11 astro-ph.HE
Multimessenger Asteroseismology of Core-Collapse Supernovae
我们通过模拟研究了旋转核坍缩超新星的关联引力波和中微子信号。使用改进的模式识别程序的基础上模式函数匹配,我们表明,一个线性四极模式的核心产生双重印记引力波和中微子在早期后反弹阶段的超新星。中微子发射的角谐函数与中微子球周围的模式能量一致,这表明中微子上的印记是一种机制。因此,中微子携带着核心外部区域的模振幅信息,而引力波则探测更深的区域。我们还发现,最佳拟合的模式函数具有由$\sim 420$ Hz以上限定的频率,但是由于使用牛顿流体力学和广泛使用的伪牛顿重力近似,在我们的模拟中模式的频率是$\sim 15\%$更高。这种过高的估计对于分析引力波的可探测性和星震学特别重要,指出了用于这些目的的伪牛顿方法的局限性,甚至可能导致激发不正确的模式。此外,模式频率匹配(相对于模式函数匹配)可能会导致在最近的工作中的模式错误识别。最后,我们评估了使用当前技术的模式的多信使检测的前景。中微子印记的探测是最具挑战性的,使用冰立方中微子天文台的最大探测距离为$\sim\!1$ kpc。在设计灵敏度下,利用Advanced LIGO探测互补引力波印记的最大距离为$\sim\!5$ kpc。
2019-11-08 astro-ph.HE gr-qc
Chiral-Transport-Induced Collective Modes in Strong Magnetic Fields and Their Implications for Neutron Star Phenomenology
Keio University(庆应义塾大学)
研究手性粒子在磁化介质中诱导的集体模式及其对中子星现象学的影响,预测夸克物质中手磁波的产生及新的地震振荡和引力波。
2026-04-29 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Gravitational wave asteroseismology limits from low density nuclear matter and perturbative QCD
我们在广义相对论中使用一组状态方程(EOS)研究了非旋转致密星的非径向振荡的基本模式,该状态方程连接了低密度和高密度下的最新计算。具体而言,低密度模型的基础上的手征有效场论(EFT)和高密度的结果微扰量子色动力学(QCD)的基础上匹配通过不同的插值多面体满足热力学稳定性和亚光速的声速,以及额外的要求,状态方程支持两个太阳质量的恒星。我们采用文献[1]中提出的三个代表性模型(EOS I、II和III),EOS I给出最小恒星半径,EOS II给出最大恒星质量,EOS III给出最大恒星半径。使用这个家庭的状态方程,我们发现,频率和阻尼时间的$f$模式被限制在狭窄的相当模型无关的窗口。我们还分析了一些建议的经验关系描述的$f$模式的平均密度和紧凑性的中子星的属性。我们讨论了这些约束的严格性和可能的作用,不能被编码在一个简单的低密度和高密度EOS之间的插值的物理效应。
2018-08-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Towards asteroseismology of core-collapse supernovae with gravitational-wave observations - II. Spacetime perturbations
地面上先进的引力波(GW)探测器的改进可能会在不久的将来观测到附近核心坍缩超新星的GW信号。对于最常见类型的祖星,可能是缓慢旋转的核心,占主导地位的GW发射机制是原中子星(PNS)爆炸前的反弹后振荡。本文提出了一种新的方法来计算包含时空微扰的广义相对论中PNS和停滞吸积激波形成的系统的本征模。新方法改进了以往的结果,占扰动的推移函数和共形因子。我们将我们的分析应用于两个数值核心崩溃模拟,并表明我们改进的方法能够获得本征频率,准确地匹配GW信号中观察到的特征,并预测准径向振荡的定性行为。我们的分析是可能的,这要归功于一种新开发的算法,将计算出的本征模分类为不同的类别(f-,p-和g-模式),改善了以前的结果,这些结果都存在误分类问题。我们发现,大部分的GW能量存储在最低阶本征模,特别是在$^2g_1$模式和$^2f$模式。我们的研究结果还表明,在以前的作品中归因于特征频率的站立吸积冲击不稳定性的GW信号的低频分量应被确定为基本的四极f-模式。我们还开发了一种形式主义,以估计的贡献准径向($l=0$)模式的GW发射的四极分量的情况下,变形的背景下,应用到快速旋转的核心。这一工作为核坍缩超新星的星震学研究和基于GW观测的PNS性质推断提供了进一步的支持。
2018-06-29 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
$f$-mode Oscillations for Hyperons and H-dibaryons in Neutron Stars
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics(大学天文与天体物理中心);CSSM and ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics, Department of Physics, University of Adelaide(阿得雷德大学物理系暗物质粒子物理卓越研究中心及空间科学与数学中心);Department of Physics, Adelaide University(阿得雷德大学物理系)
本文研究了中子星基本(f模)振荡,采用夸克介子耦合模型,考虑了强洛伦兹标量平均场对束缚核子价夸克结构的自洽修正,首次引入了超子和H-双核子,并探讨了其对f模的影响。
2026-05-18 astro-ph.HE nucl-th
Universal relations between the quasinormal modes of neutron stars and magnetic tidal deformability
Kochi University(高知大学);RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN(理化学研究所交叉理论数学科学中心(iTHEMS));University of Tübingen(蒂宾根大学)
本研究推导了中子星 quasinormal 模与磁潮汐形变之间的普遍关系,揭示了磁潮汐形变对引力波信号的影响。
2025-12-24 astro-ph.HE nucl-th
Magnetar QPOs and neutron star crust elasticity
本文利用星震学方法,通过识别磁星耀斑中的准周期振荡为扭转振荡,约束核饱和参数,并探讨剪切模和界面模对中子星性质的依赖,为天体物理与核物理提供互补理解。
2024-05-20 astro-ph.HE nucl-th
Gravitational-Wave Asteroseismology with Fundamental Modes from Compact Binary Inspirals
来自双星中子星(NS)螺旋GW 170817的引力波(GWs)的首次探测为探测宇宙中其他地方无法到达的超核密度物质的基本性质开辟了一条独特的通道。这一观察产生了第一个约束的状态方程(EoS)的NS物质从GW的潮汐相互作用的印记。GW中的潮汐信号来自于物质对象对来自其双星同伴的时空曲率的响应。它们主要取决于EoS,主要由潮汐变形参数$Λ_{\ell}$表征,其中$\ell=2,3$分别表示四极和八极。随着双星系统向合并方向发展,当轨道频率接近与恒星内部振荡模式共振时,额外的动力学潮汐效应变得重要。在这些模式中,基本($f_\ell$ -)模式具有最强的潮汐耦合,并且即使共振没有被完全激发,也可以在GW信号中产生累积印记。在这里,我们提出了第一个直接约束的基本振荡模式频率为GW 170817使用inspiral GW相位模型与$f$模式频率的显式依赖,而不假设之间的任何关系$f_\ell$和$Λ_\ell$。我们排除了$f_\ell$的非常小的值,并且对于较大的同伴,确定了在90\%可信区间(CI)处的$\geq 1.39$ kHz($\geq 1.86$ kHz)的$f_2$ -模式($f_3$ -模式)频率的下限。然后我们表明,未来GW探测器的网络将能够测量仅距螺旋数十Hz以内的$f$模式频率。这种精密的天文地震学将使基础物理学和致密双星的性质的新测试成为可能。
2019-05-02 astro-ph.HE gr-qc
Long-term gravitational wave asteroseismology of supernova: from core collapse to 20 seconds postbounce
本研究基于9.6 $M_\odot$ 核心坍缩超新星长期模拟,通过微扰分析计算原中子星振荡本征模式,提出新的ramp-up模式拟合公式,并发现紧致度拟合效果最佳且短期数据无法外推长期预测。
2023-02-05 astro-ph.HE gr-qc
Rossby modes in neutron stars as sources of gravitational waves
本文研究了中子星中作为引力波源的Rossby模不稳定性。在慢转动近似下,利用由密度相关的M3 Y有效相互作用得到的中子星物质的$β$平衡态,计算了发射的引力波的强度和时间演化.在较宽的中子星质量范围内,计算了基准引力和各种粘性时标、临界频率和频率随时间的演化。Rossby模的耗散机制被认为是由固体壳-液核界面边界层的剪切粘度以及核内的剪切粘度和体粘度驱动的。研究发现,对于相同的质量、半径和表面温度,自转频率较慢的中子星,预计会发射强度较高的引力波。
2019-05-14 astro-ph.HE nucl-th
Constraining equation of state groups from $g$-mode asteroseismology
本文通过广义相对论下静态分层恒星扰动计算,揭示低温g空间可按状态方程类别分为不同分组,并利用平均密度、温度、中心声速和潮汐形变进行分类,为借助引力波、吸积爆发、准周期振荡及伽马射线暴前兆闪光等观测约束核状态方程提供了新途径。
2023-04-14 astro-ph.HE gr-qc
Asteroseismology using quadrupolar f-modes revisited: breaking of universal relationships in the slow hadron-quark conversion scenario
本研究计算了包含夸克物质的致密天体四极基态f-模频率与阻尼时间,发现慢速强子-夸克转换产生的慢速稳定混合星会打破现有普遍关系,从而限制星震学方法的应用,并有望通过第三代引力波天文台验证。
2023-06-28 astro-ph.HE hep-ph
Turbulence, Gravity, and Multimessenger Asteroseismology
第IA部分:我们提出了相对论标度关系的数值测量$(2+1)$维共形流体湍流,其表现优于其非相对论版本。在过去的研究中,我们发现不可压缩湍流的能谱表现出$k^{-2}$标度,而不是Kolmogorov/Kraichnan期望的$k^{-5/3}$。第IB部分:我们计算的分形维数$D$的湍流反deSitter黑膜重建边界流体数据使用流体重力对偶。我们的值$D=2.584(1)$是一致的上限$D\leq 3$,解决了最近的索赔,$D=3+1/3$。我们描述了如何协变定义的分形维数的地平线的空间部分,我们推测分配一个“自助”的价值,整个地平线。第二部分:我们报告的进展,实现流体代码与后牛顿(PN)重力球对称。PN形式主义通过椭圆方程将流体、其自引力和黑洞耦合起来。这消除了辐射模式,允许更大的时间步长,这有助于研究具有很长时间尺度的系统,例如。潮汐扰动事件第三部分:旋转核心坍缩超新星的星震学是可能的多信使战略。结果表明,在引力波和中微子的发射中,核心的$l=2$,$m=0$,$n\gtrsim 2$,$f\lesssim 280$ Hz模式是负责的。中微子发射的角谐函数与中微子球周围的模式能量一致,其中$r\sim 70$ km。因此,中微子携带的信息模式在外部区域的核心,而引力波探测深内核$r \lesssim 30$公里。
2018-10-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Neutron-star seismology with realistic, finite-temperature nuclear matter
本文探讨了三参数有限温度核物质模型在中子星振荡计算中的实现,发现核物质的熵和组成梯度会产生浮力g-mode振荡,并揭示了由相变引起的扰动。
2025-04-10 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Uncertainty limits on neutron star radius measurements with gravitational waves
即将到来的观测活动与改进的探测器将产生大量的引力波检测从中子星双螺旋。罕见的响亮的信号与众多的中等强度的信号一起承诺严格限制中子星物质的性质,与投影半径的统计不确定性$50-200$ m与${\cal{O}}(2000)$源。鉴于这种精度,我们重新审视所有的分析假设,并确定系统误差的来源,量化它们对半径提取的影响,并讨论它们的相对重要性和减轻它们的方法。
2022-04-14 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Gravitational waves from neutron star mergers and their relation to the nuclear equation of state
在这篇文章中,我介绍的想法和技术,以提取信息的状态方程在非常高的密度从引力波发射之前,期间和合并后的双中子星。我还回顾了目前的工作和结果的实际使用的第一个引力波观测的中子星合并设置约束的属性,这样的状态方程。顺便说一句,我还提到了一种可能性,即我们在引力波中观察到的不是中子星,而是某种更奇特的东西。为了使这篇文章更容易理解,我还回顾了一般的中子星合并的动力学和引力波发射,重点是数值模拟和状态方程的表示用于研究二元系统。
2019-09-26 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
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
Remnant massive neutron stars of binary neutron star mergers: Evolution process and gravitational waveform
大质量(超大质量和超大质量)中子星很可能经常在双中子星合并后形成。我们探索的演化过程中残留的大质量中子星和它们发出的引力波,基于数值相对论模拟的双中子星合并采用各种状态方程和选择一个合理的范围内的中子星的质量的双星。我们发现,剩余超大质量中子星的寿命强烈依赖于总的双星质量,也对状态方程。由大质量中子星产生的引力波普遍具有频率近似恒定的准周期性质,尽管其频率随时间变化。我们还发现,引力波的频率和时变特性强烈地依赖于状态方程。本文导出了一个拟周期引力波形的拟合公式,它可用于引力波信号的数据分析。
2013-07-22 astro-ph.HE
Modeling the Galactic Neutron Star Population for Use in Continuous Gravitational Wave Searches
对来自\textit{unknown}银河系中子星的连续引力波的观测提供了对中子星形状的限制。旋转的中子星如果其结构中存在以恒星椭圆率为特征的非对称变形,就会产生引力波。在这项研究中,我们使用一个简单的模型的空间和自旋分布的银河系中子星估计探测的中子星的总数,使用引力波,到一个给定的上限的椭圆。这可能有助于优化未来的搜索,提高灵敏度。第三代引力波探测器灵敏度的提高可能会使探测到的中子星的数量增加100到1000倍。
2021-08-09 astro-ph.HE
Quantifying modeling uncertainties when combining multiple gravitational-wave detections from binary neutron star sources
随着引力波探测器灵敏度的提高,我们期望在不久的将来通过引力波观测到多个中子星双星系统。这些引力波信号的综合分析提供了以前所未有的精度约束中子星半径和致密核物质状态方程的可能性。然而,至关重要的是,要确保引力波模型中固有的不确定性不会在将来自多个探测的信息合并时导致系统偏差。为了量化波形系统,我们进行了广泛的模拟活动的二进制中子星源和分析它们与一组四个不同的波形模型。基于我们对大约38个模拟的分析,我们发现中子星半径的统计不确定性降低到$\pm 250\rm m$($2\%$在$90\%$可信区间),但目前采用的波形模型之间的系统差异可以是两倍大。因此,这将是至关重要的,以确保系统的偏见将不会成为占主导地位的中子星状态方程的推论时,利用未来的发展。
2022-03-10 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Neutron stars as sources of gravitational waves
全球地面引力波探测器网络(Advanced LIGO和Advanced Virgo)在相对论性恒星质量致密天体对应的频率范围内非常敏感。双星系统和旋转变形的中子星是最有希望的引力波源类型。我将描述这些来源,并预测它们的观测在不久的将来将如何为现代天体物理学做出贡献。
2018-10-04 astro-ph.HE
Distinguishing double neutron star from neutron star-black hole binary populations with gravitational wave observations
两颗中子星合并产生的引力波,与质量相当的混合双星(其中一颗伴星是黑洞)产生的引力波,很难区分。低质量黑洞之所以有趣,是因为它们可能在两颗中子星合并后形成,也可能在大质量恒星坍缩后形成,可能在原始宇宙中物质密度过高时形成,也可能是中子星和暗物质相互作用的结果。引力波通过所谓的潮汐变形参数携带着中子星内部成分的印记,潮汐变形参数取决于恒星的状态方程,对于黑洞来说等于零。我们提出了一种新的数据分析策略,由贝叶斯推断和机器学习来识别混合二进制,因此低质量黑洞,使用从引力波观测推断的潮汐变形参数的分布。
2020-07-24 astro-ph.HE
Gravitational waves from single neutron stars: an advanced detector era survey
随着新的引力波天文学的大门开始打开,这篇评论提供了一个最重要的物理机制,可能导致潜在的可检测的引力辐射从孤立和吸积中子星的排放最新的调查。特别是,我们讨论了引力波驱动的不稳定性和asteroseismology形式主义的f-和r-模式,不同的方式,中子星可以形成和维持非轴对称的四极“山”变形,激发振荡期间磁星耀斑和可能的引力波签名脉冲星故障。我们重点介绍了近年来在每个主题中取得的进展,对每个机制的引力波可探测性进行了新的评估,最后指出了未来工作的关键问题和需要解决的问题。
2018-03-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Continuous gravitational waves from neutron stars: current status and prospects
引力波天文学使我们能够研究在电磁波中看不见的物体和事件。验证宇宙中最神秘、最极端的物质:中子星的理论和模型至关重要。除了中子星的吸入和合并之外,目前有一些提出的机制可以触发来自中子星的持久引力辐射的辐射,例如,弹性和/或磁驱动变形:由弹性应变或磁场支撑的恒星表面上的山,自由进动,或不稳定的振荡模式(例如,R模式)。本文综述了连续引力波搜索的天体物理学动机、当前LIGO和Virgo的数据分析策略和展望。
2019-11-05 astro-ph.HE
Gravitational Waves and the Maximum Spin Frequency of Neutron Stars
在这封信中,我们重新检查的想法,引力波需要作为一种制动机制,以解释观测到的最大自旋频率的中子星。我们表明,毫秒X射线双星,存在的磁盘/磁层相互作用设置的自旋平衡是足以解释的意见。我们还表明,当考虑到毫秒X射线爆发的样本量扩大时,中子星磁场B和X射线爆发光度Lx之间不存在明显的相关性。
2011-09-02 astro-ph.HE
Effects of dense matter on the tidal deformations of binary neutron star inspirals and gravitational waves
利用一组统一的状态方程,研究了稠密物质性质对中子星潮汐形变和引力波形的影响。基于核能-密度泛函理论,这些状态方程提供了恒星所有区域的物理一致性处理,并使用精确拟合实验和理论核数据的泛函进行计算。
2022-03-17 astro-ph.HE
On the gravitational quantum states of helium atoms in the gravitational field of a cold neutron star
对物质引力性质的研究是一项基本的兴趣。以氦原子为例,说明了研究物质量子引力态的可能性。研究了氦量子态在冷中子星的引力场中存在的可能性。这种状态的观测是在旋转中子星的磁场的帮助下完成的。周期性变化的磁场诱导氦原子引力态之间的跃迁,并导致在千兆赫频率范围内出现引力跃迁的谱线。
2015-09-09 astro-ph.HE physics.atom-ph
Universality in supernova gravitational waves with proto-neutron star properties
本研究通过二维数值模拟与线性微扰分析,探究原中子星特性与核心坍缩超新星引力波频率的关联,发现平均密度比表面重力更适合普适表征该引力波频率。
2024-05-15 astro-ph.HE
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
Search for quiet stellar-mass black holes by asteroseismology from space
初始质量大于25兆太阳的恒星被认为最终会变成黑洞。那么恒星质量的黑洞应该是无处不在的,但迄今为止在我们的银河系中发现的不到20个,所有这些都是通过它们的X射线发射发现的。在大多数情况下,这些是软X射线瞬变-低质量X射线双星,其光学对应物是填充其罗氏瓣的晚型恒星,导致吸积到黑洞上。在一种情况下,恒星质量的黑洞是一个高质量的X射线双星,其光学对应物是一个早期类型的恒星。强烈的恒星风被黑洞吸积,产生X射线辐射。因此,X射线宁静的恒星质量黑洞存在于宽的双星系统中。通过引力相互作用在光学中发现黑洞将是一个重大的科学突破。最近的空间测光使人们有可能以极高的精度测量脉动星的相位或频率调制。这种调制是由轨道运动引起的,它的分析提供了脉动恒星伴星质量的下限。如果伴星是不发光的,并且伴星的质量超过中子星的质量极限(~3 Msun),那么伴星应该是黑洞。我们回顾的方法,并分析了一些令人鼓舞的情况下展示。
2020-01-23 astro-ph.HE astro-ph.SR