Tests of general relativity in pseudo-Newtonian approach
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本文通过伪牛顿方法测试广义相对论经典测试，展示其在强场引力中的应用与局限性。
2026-02-23 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Accretion onto deformed black holes via pseudo-Newtonian potentials
Johannsen-Psaltis时空描述了一个旋转的黑洞，其参数偏离克尔度规。这种时空的构造显然违反了无毛定理。在任何修正的引力理论中，旋转的黑洞解都可以用约翰森-普萨尔蒂斯度规来表示。我们研究了气体吸积到一个黑洞所描述的静态限制，这个时空。我们采用了一个潜在的，概括的Paczynski-Wiita潜在的静态Johannsen-Psaltis度量。我们的分析利用了最近的伪牛顿制定的动力学周围的任意静态，球对称时空。我们发现，正（负）值的标量头发参数，$ε_{3}$增加（减少）的吸积率。这个框架可以扩展到包括各种天体物理现象，如辐射过程，粘性耗散和磁场。
2019-04-23 astro-ph.HE gr-qc
A post-Newtonian approach to neutron star oscillations
University of Southampton（南安普顿大学）；Utrecht University（乌得勒支大学）；Nikhef（尼赫夫国家粒子物理研究所）
本文提出用后牛顿方法研究中子星振荡，探讨该方法在强场区域的适用性，并展示在低质量中子星上该方法的准确性优于相对论性Cowling近似。
2025-04-09 astro-ph.HE gr-qc
Pseudo-Newtonian potential for accretion disks in a modified gravity spacetime around the black hole and underlying properties
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本文提出了一种伪牛顿势，用于在修改引力框架下研究黑洞周围的吸积盘，通过比较轨道特性验证其有效性，展示了在强引力天体物理中的应用价值。
2026-02-23 astro-ph.HE gr-qc
Towards pseudo-Newtonian black hole jets: comparison of forces
本文对超大质量黑洞周围磁化吸积盘的轴向喷流进行了电阻和粘性MHD模拟。我们比较的力量在我们的伪牛顿模拟的Paczyovski-Wiita和Kluovniak-Lee潜力。研究结果将有助于寻找有利于射流发射的磁场结构和物理参数。
2020-05-11 astro-ph.HE
$g$-mode of neutron stars in pseudo-Newtonian gravity
本研究在伪牛顿引力框架下研究中子星的$g$-模，发现一种处理方式能以约1%的误差近似广义相对论解，为低成本分析含一级相变EOS的中子星振荡及CCSN模拟提供有效工具。
2023-08-21 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Numerical simulations of oscillating tori in a pseudo-Newtonian potential
我们模拟流体动力学环面在Klu{\displaystyle {\mathbb}niak-Lee}伪牛顿势。在平衡的环面扰动均匀亚音速速度场：垂直，径向和对角分别，并允许演变的时间。我们确定的本征模式对应的细长环。我们的模拟结果与研究恒星质量黑洞双星的高频准周期振荡有关。
2017-05-16 astro-ph.HE
Combining (post-)Newtonian ideas with quasi-equilibrium (QE) sequence analysis for black hole-neutron star (BHNS) gravitational wave events
本文提出与GW200105和GW200115参数相符的黑洞-中子星准平衡模型，结合FUKA框架与后牛顿洛希瓣分析，发现中子星在到达最内稳定圆轨道前可能已填满洛希瓣并发生灾难性质量转移，从而提出中子星的第三种命运。
2025-07-12 astro-ph.HE gr-qc
General form for Pseudo-Newtonian Potentials, imitating Schwarzschild geodesics
Racah Institute of Physics,Hebrew University of Jerusalem,9190501,Israel
本文提出了一种通用的伪牛顿势形式，能够模仿Schwarzschild测地线的关键特征，包括最内稳定圆轨道、近日点进动和边际束缚圆轨道。
2026-03-09 astro-ph.HE gr-qc
Neutron stars: compact objects with relativistic gravity
本文简要地回顾了中子星的一般性质，强调了广义相对论在我们理解这些迷人天体中的不可或缺性。在牛顿引力理论中，恒星内部的压力只起到与自引力相反的作用。在广义相对论中，所有的能量和动量都对引力有贡献。因此，压力不仅对抗重力，而且增强重力，压力的后一种作用随着致密性的增加而变得更加明显，即$M/R$，其中$M$和$R$是恒星的质量和半径，并设定了一个临界质量，超过这个临界质量，坍缩就不可避免。这个临界质量没有牛顿的类似物;它在概念上不同于牛顿引力中的Stoner-Landau-Escherasekhar极限，后者是对超相对论费米子渐近达到的。对于白矮星，广义相对论临界质量非常接近斯通-朗道-拉塞卡极限。对于中子星来说，最大质量-所谓的奥本海默极限-比斯通-朗道-拉塞卡极限要小得多。这是因为中子星内部流体静力平衡的广义相对论修正在整个恒星中都很重要，包括径向坐标$m(r)$中的质量和牛顿引力加速度$Gm(r)/r^2$都很小的中心部分。
2016-01-13 astro-ph.HE gr-qc
Vortex pinning in the superfluid core of relativistic neutron stars
我们最近对作用于中子超流的光滑平均互摩擦力的牛顿处理，是在广义相对论框架下，由量子化中子涡旋钉扎到超流中子星外核的质子流团而引起的。我们使用Carter & Chamel（2004）的全四维协变牛顿形式主义，展示了如何将单个涡旋的局部非相对论运动与恒星的全局动力学相匹配。我们推导出所有必要的动力学方程进行现实的模拟超流旋转中子星在充分的广义相对论，脉冲星频率毛刺的解释所需的。涡旋钉扎对全球动力学的作用似乎是不平凡的。
2021-02-22 astro-ph.HE gr-qc
Parameter estimation of neutron star-black hole binaries using an advanced gravitational-wave detector network: Effects of the full post-Newtonian waveform
我们调查的效果使用{ \it全}波形（FWF）在传统的{ \it限制}波形（RWF）的inspiral信号从合并紧凑的二进制（CCB）系统中提取的源的参数，使用全球网络的第二代干涉探测器。我们研究了一个假设的人口（1.4-10）$M_\odot$ NS-BH二进制（均匀分布和定向在天空中），通过使用完整的后牛顿波形，这不仅包括各种谐波的贡献以外的主要的一个（四极模），但也后牛顿振幅校正与每个谐波，从这个系统预期的inspiral信号。预计由两个LIGO探测器和一个Virgo探测器组成的GW探测器网络将由KAGRA和拟议的LIGO-India加入。我们研究了所有16种可能的检测器配置的参数估计问题。将使用FWF获得的误差分布的中值与使用RWF获得的误差分布的中值（其仅包括具有牛顿振幅的主谐波的贡献）进行比较，我们发现，根据所考虑的网络，光度距离和倾斜角的余弦的测量精度几乎提高了1.5-2倍。虽然FWF的使用并没有提高源定位精度很多，由五个探测器组成的全球网络将提高源定位精度的一个因素4相比，估计使用3探测器LIGO-Virgo网络相同的波形模型。
2014-12-12 astro-ph.HE gr-qc
Rotating neutron stars in the first order post-Newtonian approximation
本研究在钱德拉塞卡建立的后牛顿近似框架下，采用多方物态方程与广义Clement自转定律，开发含两个微扰参数的自洽场迭代数值方法，可有效计算临界自转下中子星的平衡位形。
2023-05-03 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Axially symmetric pseudo-Newtonian hydrodynamics code
我们开发了一个数值流体动力学代码使用伪牛顿公式，使用弱场近似的几何形状，和广义源项的泊松方程，考虑到相对论效应。该代码是设计来处理中度相对论系统，如快速旋转的中子星。采用有限体积法和高分辨率激波捕获技术求解流体动力学方程。我们实现了几个不同的斜率限制器的二阶重建方案，也调查了高阶重建。我们使用线的方法（MoL）的混合时空偏微分方程转换成常微分方程（ODE），只依赖于时间。这些常微分方程求解使用二阶和三阶龙格库塔方法。用多重网格法求解了引力位的泊松方程。为了验证程序的有效性，我们进行了四种不同的实验，包括一维和二维激波管实验、静止星和旋转星模型的实验以及球形星的径向振荡模式实验。在激波管试验中，该程序与包括激波、稀疏波和接触间断的解析解吻合良好。该代码被发现是稳定和准确的：例如，当解决一个固定的恒星模型的最大密度，总质量和总角动量的分数变化，每个动态时间被发现是$3 \times 10^{-6}$，$5 \times 10^{-7}$和$2 \times 10^{-6}$，分别。我们还发现，由稳态星的数值模拟得到的径向模式的频率与由线性分析得到的那些非常吻合。
2012-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Pseudo-Newtonian Models for the Equilibrium Structures of Rotating Relativistic Stars
我们得到了包含特殊相对论效应的旋转致密星的平衡解。重力被假定为牛顿的，但我们使用的有效质量密度，它考虑了所有的能量，如运动的流体，内能，压力的能量，除了静止的质量能量，在计算中使用泊松方程的重力位。这种处理方法可适用于相对论运动或相对论状态方程的中子星。我们采用八的自洽场（SCF）的方法来找到球形以及环形序列的平衡解决方案。我们的解决方案显示出更好的协议比牛顿相对论流体动力学的方法，不考虑有效质量，与广义相对论的解决方案。计算结果的峰值密度、赤道半径等物理量与广义相对论解的一致性在5%以内，因此在需要大量模型计算的情况下，该方法所需的计算资源要少得多，可以作为完全相对论方法的一种简单替代.
2009-07-13 astro-ph.HE
Nonlinear mode-tide coupling in coalescing binary neutron stars with relativistic corrections
在广义相对论中计算了非自旋中子星的内模及其潮汐度规微扰，确定了相对论修正对模耦合的影响。有人声称，一个新的流体动力学不稳定性可能发生在一个双中子星系统中的一个中子星中，这是由伴星的潮汐场与其中的p模和g模对的非线性耦合触发的，因为双中子星正朝着合并的方向旋转。这种“PG”不稳定性可能是重要的，因为它可以通过提取轨道能量来影响双星的内旋相位，从而可能导致它们的引力波形与理论模型预测的引力波形有很大的偏差，这可能导致不正确的参数估计，最好的情况下，或者合并未被发现，最坏的情况下，由于使用缺陷的波形模型。另一方面，通过引力波观测，对这种不稳定性及其对双星轨道的影响进行更好的建模，可以揭示一种新的现象，并揭示恒星不稳定性。到目前为止，所有的模-潮耦合不稳定性研究都是在牛顿微扰理论中进行的。中子星是紧凑的物体，因此相对论修正可能很重要。我们提出并测试了一个新的代码来计算非旋转相对论恒星的相对论本征模。我们利用这些相对论潮汐和中子星本征模计算了几个选定的状态方程的模-潮汐耦合强度（MTCS）。因此计算的MTCS可以是最多百分之几十的不同，从它的纯牛顿值，但我们确认的依赖性轨道分离和状态方程的牛顿计算发现。对于某些物态方程，MTCS对中子星壳区非常敏感，这说明了精确处理这一区域的重要性。
2022-09-29 astro-ph.HE gr-qc
Universal and approximate relations for the gravitational-wave damping timescale of $f$-modes in neutron stars
现有的估计的引力波阻尼时标的主导四极振荡模式的情况下，快速旋转的恒星是基于使用牛顿估计的能量模式，结合最低阶后牛顿四极公式估计的引力波光度。我们调查了一些其他的选择估计的引力波阻尼时标在非旋转的限制，并构建了一个高度准确的，经验校正的公式，有一个最大的相对误差只有3%的微扰结果在充分的广义相对论。所涉及的表达式是足够普遍的，可以推广到快速旋转的恒星的情况。我们还提出了一个新的高阶经验关系的引力波阻尼时标的四极振荡是准确的，在整个范围内的预期值的紧凑性中子星，而不需要涉及的转动惯量。
2018-01-09 astro-ph.HE gr-qc
Evolution of Highly Eccentric Binary Neutron Stars Including Tidal Effects
这项工作是一系列研究中的第一项，旨在了解高偏心双中子星的动力学，并构建一个适当的引力波形模型进行检测。这样的双星可能是地面引力波探测器的来源，预计将通过动态散射和多体相互作用在球状星团和星系核中形成。与黑洞相反，中子星的振荡一般是由近心通过后的潮汐效应激发的。根据状态方程，这可以使轨道能量的损失比轨道运行期间引力波辐射出去的能量增加高达百分之几十。在相同的相互作用机制下，部分轨道角动量也转移到恒星。我们计算了中子星振荡对这类系统轨道演化的影响，并将这些结果与完整的数值模拟进行了比较。利用后牛顿通量描述，我们提出了一个初步的模型来预测不同的近心通道的时间。这个模型的一个改进版本（考虑到后牛顿修正的潮汐耦合和恒星的振荡）可以作为这样的高偏心系统的波形模型。
2018-06-01 astro-ph.HE gr-qc
Periastron Advance in Neutron Star - Black Hole Binaries
由于中子星-黑洞双星有望通过未来的脉冲星调查使用即将到来的设施被发现，有必要了解这些系统的各种可观测的属性。在目前的工作中，我们研究了这种双星的近星点的进展下的后牛顿形式主义在很宽的参数范围内。我们发现，一阶和二阶后牛顿效应以及首阶自旋轨道耦合效应对这类双星是显著的，但高阶效应可以忽略。
2012-10-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Chaotic dynamics of off-equatorial orbits around pseudo-Newtonian compact objects with dipolar halos
本文利用广义伪牛顿势研究偶极晕致密天体周围倾斜轨道的混沌动力学，发现混沌程度随倾角增大而增强（存在阈值），随Kerr参数增大而减弱，并揭示了阈值与系统混沌性的关联。
2023-12-29 astro-ph.HE gr-qc nlin.CD
Constraints on Einstein-dilaton-Gauss-Bonnet gravity from Black Hole-Neutron Star Gravitational Wave Events
本文利用黑洞-中子星引力波事件，通过后牛顿修正和贝叶斯分析测试了EdGB引力，得出耦合常数上限并发现高阶后牛顿项可进一步改善约束。
2023-08-02 astro-ph.HE gr-qc
Pseudo-Newtonian simulation of a thin accretion disk around a Reissner-Nordström naked singularity
本文首次用伪牛顿势模拟Reissner-Nordström裸奇点周围的薄吸积盘，发现吸积在零重力球附近形成环状结构，并指出该旋转环可能是裸奇点的观测特征。
2025-01-06 astro-ph.HE
Relativistic g-modes in rapidly rotating neutron stars
在广义相对论Cowling近似下，我们研究了快速旋转分层中子星的g-模，在这里我们忽略了度规扰动，背景模型考虑了由于组分梯度引起的浮力。这是第一篇在广义相对论框架下研究这一问题的论文。在Passamonti等人最近的一篇论文中，（2009），在牛顿框架内进行了类似的研究，其中作者提出了关于CFS不稳定g模式的开始以及足够高的旋转速率和小的成分梯度的惯性和重力模式之间的密切联系的结果。这种相关性源于浮力（g模式的回复力）和科里奥利力（惯性模式的存在是由科里奥利力引起的）之间的相互作用。在我们的相对论处理的问题，我们发现一个很好的定性协议方面的牛顿的结果。
2009-07-23 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Precession of spheroids under Lorentz violation and observational consequences for neutron stars
标准模型扩展（Standard Model Extension，SME）是一个有效场论的框架，它将所有的洛伦兹破坏场算符都分类。研究了椭球体从最小引力SME到牛顿引力能的各向异性修正，并用摄动法和数值方法求解了刚性椭球体的转动。Nordtvedt在参数化后牛顿形式主义中给出的著名的强迫进动解被恢复并应用于两个观测到的孤立毫秒脉冲，以在SME框架中设定Lorentz破坏系数的界限。一个不同的解决方案，它描述了一个否则自由进动的恒星在洛伦兹破坏的存在下，旋转，发现，其后果的脉冲星信号和连续引力波（GW）发射的中子星（NS）的调查。这项研究提供了新的可能的测试洛仑兹违反一旦自由旋进NS被确定在未来。
2021-03-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Quantum Corrections to Gravitational Potential of Scalarized Neutron Star Binary
将广义相对论作为有效场论，研究了标量中子星双星系统引力势的长距离、低能、超前量子修正。我们忽略了两个恒星组成部分的扩展标度，并将它们视为重点粒子，由于恒星内部固定的标度配置，它们通过引力子和标度粒子的交换相互作用。因此，引力势既包括牛顿势，也包括标量修正的类牛顿势。在非相对论极限下，我们直接由引力子和标量粒子交换量之和计算修正引力势的非解析修正。从有效拉格朗日量中提取适当的顶点规则。我们的计算表明，无论是引力子交换或标量粒子的交换都有助于经典相对论修正和量子修正的引力势的标量NS双星。
2019-09-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Celephais: efficient spectral initial data code for precessing compact binaries
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））
研究人员开发了基于Kadath库的Celephais代码，可构建无赤道对称性约束的致密双星初始数据，通过自适应hp细化等技术提升效率，经测试能以更少未知量实现高精度，支持任意自旋取向的初始数据构建。
2026-08-11 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A pseudo-Newtonian stationary circumbinary slim disk model
本文建立纳入双星潮汐力矩的伪牛顿稳态绕双星slim盘模型，通过与薄盘和单黑洞AGN比较，揭示密度、光谱、力矩及轨道收缩效应。
2025-09-28 astro-ph.HE
Effects of pseudoscalar condensation on the cooling of neutron stars
在这项工作中，我们考虑的效果，在中子星的赝标凝聚的外观可以对它的冷却速率。我们没有特别的假设，这些可能的凝聚的起源和特点，只假设在赝标密度变化的区域的光子的传播是由修改麦克斯韦-陈-西蒙斯电动力学。我们发现，这给出了非平凡的反射系数不同的赝标密度的区域之间，并可能会影响非常大的恒星冷却速率。虽然定量结果确实取决于精确的细节，只有在确定了适当的状态方程后才能回答，但总的趋势是相当普遍的，应该认真考虑这种可能性。
2015-08-01 astro-ph.HE hep-ph
Polytropic neutron star - black hole merger simulations with a Paczynski-Wiita potential
内容：中子星（NS）和黑洞（BH）的合并是最强的引力波源之一，也是短伽马射线暴的潜在中心引擎。目的：我们的目标是比较其他团体的广义相对论（GR）的结果与牛顿计算的模型与等效参数。我们改变NS和BH之间的质量比和NS的紧凑性。NS的质量为1.4M_sol。我们比较的参数空间区域的NS预计将达到最内层的稳定圆轨道（ISCO）之前被潮汐破坏（质量脱落，MS），反之亦然的动态。方法：流体力学采用牛顿PPM格式，四层嵌套网格。我们使用多变EoS（Gamma=2），如GR模拟中所做的那样。然而，而不是充分的GR，我们使用牛顿的潜力补充Paczynski-Wiita-Artemova潜在的BH，无论是忽视和包括旋转的BH。结果：如果NS是紧凑的（C=0.18），它被BH更快地增生，只有少量的质量留在BH之外。如果质量比很小（Q=2或3）或NS不太致密（C=0.16或更小），NS在被吸积之前被潮汐撕裂。虽然大部分质量被黑洞吸收，但仍有0.1M溶胶留在潮臂中，当质量比较小时，潮臂可以包裹黑洞形成厚盘。当包括BH自旋上或自旋下的吸积物质的影响，更多的质量留在周围（0.2-0.3 M_sol）。结论：虽然细节和定量结果不同，我们的牛顿计算的总趋势是相似的GR计算。ISCO和MS的分界线并不清楚，BH旋转的加入和足够的数值分辨率是非常重要的。
2010-03-31 astro-ph.HE
Equation of State of White Dwarfs and Mass-Radius Estimation in the Newtonian Limit
本文回顾了白矮星的费米气体模型状态方程，进行了质量-半径与压力密度分布的数值计算，并简要探讨了白矮星环境中电子的平均速度。
2025-01-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron star observations of pseudoscalar-mediated dark matter
由于局部暗物质速度v ~ 0.001 c的幂抑制了速率，因此在直接检测实验中发现由伪标量介导的暗物质和标准模型状态之间的散射相互作用通常具有挑战性。然而，它们可以在中子星的暗物质引起的加热中观察到，中子星陡峭的引力势通过将下落的粒子加速到半相对论速度来防止这种抑制。我们调查这种现象的背景下，两个特定的，自洽的情况下耦合到暗物质的伪标量，并比较中子星加热的敏感性，从直接搜索的介质和暗物质的界限。第一种“较轻”的情况是由一个类轴子粒子（ALP）介导的低于10 GeV质量的暗物质组成，而第二种“较重”的情况是由一个暗赝标量介导的高于10 GeV的暗物质，该暗赝标量与来自两个希格斯双重态的赝标量混合（所谓的2 HDM +a模型）。在这两个框架中，我们表明，即将测量的中子星将能够测试伪标量介导的暗物质超出了直接暗物质搜索以及边界的介质从味观测，束流转储实验，高能对撞机。
2022-07-05 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Temperature-dependent oscillation modes in rotating superfluid neutron stars
我们计算了慢转超流中子星中惯性振荡模的谱，首次考虑了有限温度和超流中子与质子夹带的影响。我们在牛顿极限下工作，并假设最小的核心组成（中子，质子和电子）。我们还开发了一个近似的方法，允许一个计算的超流r-模式解析。最后，我们推导并分析了超流NS物质中惯性模在短波长极限下的色散关系。
2018-10-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
