Scalar wave dark matter imprints on binary black hole mergers: dependence on field mass and density
Lanzhou Center for Theoretical Physics, Key Laboratory of Theoretical Physics of Gansu Province, Key Laboratory of Quantum Theory and Applications of MoE, Gansu Provincial Research Center for Basic Disciplines of Quantum Physics, Institute of Theoretical Physics & Research Center of Gravitation, School of Physical Science and Technology, Lanzhou University（兰州大学物理科学与技术学院）
本研究通过数值相对论模拟，探究标量波暗物质的场质量与密度对双黑洞并合的影响，发现其可加速并合、改变引力波信号，还会影响反冲速度等关键特征。
2026-10-14 gr-qc
The imprint of massive black-hole mergers on the correlation between nuclear clusters and their host galaxies
利用核星团质量的文献汇编研究了星团整体性质与核性质之间的相关性。观测数据的半解析星系形成模型的预测的比较，地方的NSC，大质量黑洞（MBH）和宿主星系的共同演化的约束。数据和理论预测表明，在高星系质量的NSC标度相关性增加的散射，我们表明，这是由于越来越有效的喷射恒星从NSCs造成的MBH双星在更大质量的恒星球状体。我们的结果提供了一个自然的解释，为什么在有核星系托管MBH，比（M_NSC+M_MBH）/M_bulge（与M_bulge的主机球体的质量）显示显着小于散射比M_NSC/M_bulge，并建议MBH和NSC的形成是不相互排斥的，也支持的共存系统的观测。MBH和NSC都代表了星系形成的一般产物，NSC被它们的同伴MBH的合并演化所破坏或修改。
2015-05-11 astro-ph.GA gr-qc
The imprint of superradiance on hierarchical black hole mergers
超轻玻色子是宇宙学和粒子物理学中悬而未决的问题的解决方案：它们提供了暗物质候选者，同时可能解释强电荷宇称问题。如果它们存在，超轻玻色子可以通过超辐射不稳定性与黑洞相互作用。在这项工作中，我们探讨了这种不稳定性的后果，在致密的星团的层次黑洞的演化。通过降低单个黑洞的自旋，超辐射降低了合并的双黑洞的反冲速度，这反过来又增加了分层合并残余物的保留分数。我们表明，质量为$ 2\times10^{-14}\lesssim μ/\textrm{eV} \lesssim2\times10^{-13}$的超轻玻色子的存在将导致核星团中的分层黑洞合并率增加。在这个能量范围内的超轻玻色子将导致多达$\approx60\%$的现今核星团支持等级增长。超轻玻色子的存在还可以使中等质量黑洞与本宇宙中的$\approx0.08$\、Gpc $^{-3}$\、yr $^{-1}$的合并速率加倍。这些结果意味着，超轻玻色子质量的选择范围可以对致密恒星环境中的黑洞种群产生深远的影响。未来对黑洞群的研究和分层形成的黑洞的自旋分布将测试这种情况。
2021-07-25 astro-ph.HE gr-qc
Imprint of the merger and ring-down on the gravitational wave background from black hole binaries coalescence
利用最近通过数值模拟（BH-BH）并合产生的混合波形，计算了（BH-BH）双星宇宙学布居产生的引力波背景（GWB），其中包括螺旋、合并和衰荡贡献.一个大样本的二进制系统模拟使用人口合成代码SeBa，我们提取基本的统计信息（BH-BH）的物理参数（初级和次级BH质量，轨道分离和偏心率，形成和合并的时间尺度）。然后，我们推导出的二进制的出生和合并率使用的理论宇宙恒星形成的历史，从一个数值研究，再现现有的观测数据在红移$z < 8$。我们评估的inspiral，合并和振铃信号的GWB的贡献，并讨论如何这些取决于参数的合并（BH-BH）系统的数量的严重影响。我们发现，先进的LIGO/处女座有机会检测GWB信号从螺旋相位与$(S/N)=10$只有最乐观的模型，它预测的最高本地合并率为0.85 Mpc $^{-3}$ Myr $^{-1}$。第三代探测器，如ET，可以揭示GWB从螺旋相位预测的任何考虑的模型。此外，ET可以至少对预测$[0.053 - 0.85]$ Mpc $^{-3}$ Myr $^{-1}$之间的局部合并率的模型的演变的合并阶段进行采样，该合并率比从LIGO S5运行\cite{Abadieetal2011}的分析中推断的上限低2倍以上。
2011-11-25 astro-ph.CO gr-qc
GW190521: tracing imprints of spin-precession on the most massive black hole binary
本研究利用新颖时域方法剖析GW190521仅有的3至4个观测周期，揭示自旋进动推断来自并合前后信号的共同约束及双星朝向导致的并合前抑制。
2024-01-18 astro-ph.HE gr-qc
Red or blue? A potential kilonova imprint of the delay until black hole formation following a neutron star merger
中子双星的合并通常会导致超大质量中子星的形成。该残余物是否以及何时坍缩为黑洞（BH）主要取决于状态方程和角动量输运过程，这两者都是不确定的。在这里，我们表明，合并残留物的寿命可能会直接印在合并后的放射性供能的kilonova排放。我们采用轴对称的，随时间变化的流体动力学模拟剩余吸积盘轨道的可变寿命的HMNS，并表征这种延迟BH形成盘风喷出物的影响。当BH形成相对迅速（~ 100 ms）时，从盘流出的中子足够丰富，形成重r过程元素，导致在近红外（NIR）光谱峰值的~一周的发射，类似于动态喷出物产生的。相比之下，延迟BH的形成允许从HMNS的中微子，以提高在极方向上的电子分数的值，使潜在的镧系元素的流出产生。较低的不透明度将产生一个更明亮，更蓝，和更短的寿命~一天的发射（一个“蓝色颠簸”）之前，晚近红外峰值从动态喷出物和赤道风。这种新的诊断BH的形成应该是有用的事件的信噪比低于所需的重力波形签名的直接检测。
2014-05-02 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Late time anisotropy as an imprint of cosmological backreaction
大尺度结构对背景动力学的反作用效应被认为导致了背景动力学的重整化，这可能是宇宙膨胀后期加速的原因。本文强调，一般的平均流是局部各向异性的，一个属性，可以与观察。着重于扰动理论，空间平均剪切，表征的各向异性的流动，计算。结果表明，这种剪切所产生的反反应不同于均匀剪切：它的时间演化是不同的，它的振幅是完全由宇宙学参数和物质功率谱。它的范围在（2-37）%的红移为0.5级，使各向同性的哈勃流可能允许限制反反应的方法暗能量。
2012-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Impact of the nuclear symmetry energy on the post-merger phase of a binary neutron star coalescence
核对称能在决定致密、富含中子物质的状态方程中起着关键作用，而这种状态方程决定着地球上核物质以及天体物理学上的中子星的性质。PREX合作组最近对中子皮厚度的测量对核对称能L的斜率产生了新的限制，这可以直接与第一颗双星中子星合并螺旋GW170817的引力波观测结果进行比较。在本文中，我们探索了一种可能限制斜率L的新机制，核对称能量与未来引力波事件：合并后阶段一个双中子星合并。特别是，我们超越的inspiral阶段，在那里的斜率参数L的印记可以推断从测量的潮汐变形性，考虑印记合并后的动力学，引力波发射，和动态质量喷射。为此，我们在完全广义相对论中使用新的有限温度状态方程，系统地改变L，进行了一组目标中子星合并模拟。我们发现，合并后的动力学和引力波发射对核对称能的斜率几乎不敏感。相比之下，我们发现，动态质量喷射包含一个弱的L的印记，与大的L值导致系统增强喷出物。
2021-07-14 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Gravitational wave signatures of dark matter cores in binary neutron star mergers by using numerical simulations
引力波设施LIGO/Virgo最近的探测为通过中子星合并时发射的引力波研究中子星的内部结构打开了一扇窗。在这项工作中，我们探索，通过数值模拟，引力辐射的合并产生的双中子星与暗物质粒子被困在其内部，专注于这些暗物质核心产生的可区分的印记。我们的研究结果揭示了一个强大的m = 1模式在合并后阶段的波形中的存在，连同其他相关功能。将我们的结果与观测结果进行比较，可能使我们能够限制中子星内部暗物质的数量。
2019-09-25 gr-qc
Greybody Factors Imprinted on Black Hole Ringdowns. II. Merging Binary Black Holes
本研究用含后牛顿修正的残余黑洞灰体因子建模可比质量比双黑洞并合的铃振引力波谱，基于SXS数据完成质量-自旋推断，验证了光环早于并合阶段形成的猜想，为研究双黑洞间距对光环形成的影响提供初步基础。
2024-08-03 gr-qc hep-th
News from horizons in binary black hole mergers
在二元黑洞合并中，已知波形的螺旋部分对应于两个彼此绕轨道运行的不同视界，并且合并和振铃信号对应于正在形成并稳定到平衡的最终视界。然而，我们仍然缺乏一个详细的了解之间的关系，在这三个制度的地平线几何形状和所观察到的波形。在这里，我们表明，众所周知的inspiral啁啾波形有一个明确的对应黑洞的地平线上，即在地平线上的出射零射线的剪切。我们表明，剪切行为非常像一个紧凑的二进制聚结波形的频率和振幅增加。此外，由时域估计的系统参数与由波形估计的系统参数一致。这意味着，即使黑洞视界与我们之间没有因果关系，假设广义相对论是正确的，我们也可以从引力波观测中推断出它们的一些详细性质。
2020-03-13 gr-qc
Merger-Ringdown Consistency: A New Test of Strong Gravity using Deep Learning
双黑洞并合过程中发射的引力波是检验强引力行为的一个很好的探针。在本文中，我们提出了一个新的测试称为“合并振铃一致性测试”，重点是探测在强引力黑洞周围的动力学的印记，在暴跌合并和振铃阶段。此外，我们提出了一个计划，使我们能够有效地结合信息，在多个振铃观测使用检测到的BH人口的GR进行统计零测试。我们提出了一个概念验证的研究，这个测试使用模拟二进制黑洞振铃嵌入在下一代地基探测器噪声。我们使用深度学习框架证明了我们的测试的可行性，为使用神经网络执行重力的精确测试设定了优先级。
2021-07-12 gr-qc
The imprint of individual neutron star spins on ejecta, $r$-process nucleosynthesis, and kilonovae in binary neutron star mergers
University of Southampton（南安普顿大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；University of Illinois（伊利诺伊大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）
本文研究双中子星并合中单个自旋对抛射物、r-过程核合成及千新星的效应，发现其可通过电磁信号打破引力波中自旋简并，对千新星观测有重要意义。
2026-11-03 astro-ph.HE gr-qc
Mapping Parameter Correlations in Spinning Binary Black Hole Mergers
针对双黑洞并合阶段自旋效应缺乏解析描述、难以解读大质量黑洞自旋测量的问题，提出基于波形的参数相关性映射方法，用神经网络计算波形失配度、高斯拟合量化相关性，揭示不同质量系统的自旋-质量比关联规律，为系统建模并合自旋效应提供新思路。
2025-07-29 astro-ph.HE gr-qc
Signatures of deconfined quark phases in binary neutron star mergers
本文研究了双中子星（BNS）并合中夸克的解除禁闭相变。我们采用一种新的有限温度组分依赖状态方程（EOS），考虑强子与退禁闭夸克之间的一级相变，对BNS并合进行了数值相对论模拟。由于相变导致的状态方程的软化导致合并残余物更紧凑，并在更早的时间坍缩成黑洞（BH）。相变是印在合并后的引力波（GW）信号的持续时间，振幅和峰值频率。然而，这种印记只有在有足够长的残留物的双星中才能检测到。此外，相变不会导致合并后GW峰值频率的准普遍关系的显着偏差。我们还研究了相变对动力学喷出物，剩余吸积盘质量，r-过程核合成产量和相关的电磁（EM）同行的影响。虽然在纯强子模型和具有相变的模型之间存在EM对应物和核合成产额的差异，但这些差异主要归因于两者之间的残余坍缩时间的差异。一个例外是非热余辉所造成的相互作用的最快的组件的动态喷出物和星际介质，这是有系统地推动与相变作为一个结果，他们的经验更加激烈的合并。
2021-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Exploring binary-neutron-star-merger scenario of short-gamma-ray bursts by gravitational-wave observation
用广义相对论模拟方法研究了双中子星合并坍缩到黑洞的引力波的特征。我们发现，GW光谱印记的合并动力学，形成过程的磁盘，状态方程的中子星，总质量和质量比。短$γ$射线爆发的中心引擎的形成机制，这可能是由一个黑洞和周围的磁盘，因此，可以通过GW的观测约束。
2010-02-13 astro-ph.HE gr-qc
Relevance of tidal effects and post-merger dynamics for binary neutron star parameter estimation
利用引力波观测来测量双中子星系统的性质需要精确的理论模型。然而，目前的模型是不完整的，因为它们没有考虑到这些系统的所有物理：一些忽略可能的潮汐效应，其他忽略自旋引起的轨道进动，没有现有的模型包括合并后制度一致。在这项工作中，我们探讨了两个物理成分的重要性：潮汐相互作用的inspiral和合并后阶段的印记。我们使用完整的inspiral合并合并后的波形构造的潮汐有效的一体化方法和数值相对论模拟信号，我们对标准的LIGO-Virgo分析的波形模型进行参数估计。我们发现，忽略潮汐效应不会导致明显的测量偏差的质量和自旋的典型观测（小潮汐变形和信噪比$\sim$ 25）。然而，随着增加的信噪比或潮汐变形的二元参数的估计有偏差。相反，对于我们所考虑的信噪比，合并后的机制对用电流探测器测量引力波没有影响。
2018-08-29 gr-qc
Greybody Factors Imprinted on Black Hole Ringdowns: an alternative to superposed quasi-normal modes
本研究提出用灰体因子建模极端质量比并合引发的克尔黑洞引力波铃振，无需准简正模式即可估计残留黑洞的质量和自旋，可规避传统叠加准简正模式建模的过拟合与起始时间问题，助力引力检验。
2023-10-02 gr-qc hep-th
Imprints of Changing Mass and Spin on Black Hole Ringdown
本文数值研究引力辐射反作用引起的黑洞质量与自旋变化对环衰减波形的影响，发现非线性效应可致某些准正则模式振幅畸变达50%及频率漂移，但线性模型仍适用。
2024-04-18 gr-qc
Gravitational-wave signatures of primordial black hole clusters and the imprint of an early dense-core collapse
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Instituto de Física Teórica UAM/CSIC, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学理论物理研究所）
针对原初黑洞团自旋产生与宇宙学存续的矛盾，本研究提出致密核心+延展暗晕的结构模型，通过N体模拟揭示其引力波特征，为引力波观测解读提供新框架。
2026-09-02 astro-ph.CO gr-qc
Effects of hyperons in binary neutron star mergers
首次在完全广义相对论下，采用核子和超音速有限温度状态方程（EOS）和中微子冷却对中子星并合进行了数值模拟.研究发现，即使在超子状态方程下，在典型的总质量为\bigodot $\approx$ 2.7M的合并后，也会先形成超大质量中子星，然后坍缩成黑洞（BH）.结果表明超子在黑洞合并后的动力学、黑洞周围环面的形成以及引力波的发射中起着重要的作用。特别地，超子的存在被印刻在GWs中。因此，GW观测将为探索中子星物质的组成提供潜在的机会。
2011-10-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
$f$-mode Imprints in Gravitational Waves from Coalescing Binaries involving Aligned Spinning Neutron Stars
在合并双星的中子星成员中，$f$模的激发加速了合并过程，从而在引力波形中引入了相移。强调潮汐相移对齐，旋转的恒星，我们提供了一个准确的，但经济的，方法来产生$f$模式参与，合并前波形使用现实的自旋调制$f$模式频率的一些可行的状态方程。我们发现，对于慢旋转的恒星，动力学潮汐的退相效应可以是唯一的，独立于地球观测系统的直接观测值（啁啾质量${\cal M}$，对称比$η$和相互潮汐变形${\tilde Λ}$），而这种普遍性逐渐失去增加自旋。对于具有快速旋转成员（$\gtrsim800\text{ Hz}$）的双星，由于$f$模式引起的相移将超过合理信噪比（$ρ=25$）和$\gtrsim400\text{ Hz}$截止频率下波形相位的不确定性。假设$10^3\text{ Hz}$和快（$\gtrsim800\text{ Hz}$）成员的截止频率很高，已经发现了$\gtrsim100$ rads的显著相移。对于涉及快速旋转恒星（可能是GW 190814的次级）的系统，忽略波形模板中的$f$模效应会导致相关分析中相当大的系统误差。特别是，由于$f$ -模式的失相大于由$\sim5$，这可能会导致一个相当高估的潮汐变形，如果动力潮汐的贡献不占平衡潮汐所造成的。本文还讨论了$f$模激发引起伴随前兆耀斑的可能性.
2022-09-07 astro-ph.HE gr-qc
The imprint of primordial gravitational waves on the CMB intensity profile
利用光子束在受扰Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空中传播的二维横截面上的诱导几何，计算了现今望远镜收集区上的宇宙微波背景（CMB）光子分布.事实证明，在每一条视线上，由于引力剪切，光子沿着横向被稀释。这种效应可以用两个自旋-重量-两个变量来表征，这让人想起斯托克斯偏振参数。类似于这种情况，我们可以构造一个标量和一个伪标量函数，其中后者只从张量模中得到贡献。我们解析地确定了一个简单暴胀模型中超视界尺度下赝标量的功率谱，并简要讨论了可能的观测结果。
2021-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Binary black hole mergers: formation and populations
我们回顾了导致恒星双星黑洞（BBH）形成和合并的主要物理过程。BBH可以从大质量双星的孤立演化中形成。核心坍缩超新星的物理过程和共同包层的过程是这一形成通道不确定性的两个主要来源。或者，两个黑洞可以通过在密集星团中的动力学相遇形成双星。动力学形成通道在BBH的质量、自旋和轨道性质上留下了几个印记。
2021-05-26 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Constraining the neutron star-black hole merger rate
Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth（宇宙学与引力研究所，朴茨茅斯大学）
本文通过首次考虑自转进动效应，提高了NSBH并合率的搜索灵敏度，从而更精确地约束了本地宇宙中NSBH并合率，并发现其整体率比之前估计的要小16%。
2026-01-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Head-on collisions and orbital mergers of Proca stars
Proca星是自引力的玻色-爱因斯坦凝聚体，它是爱因斯坦-（复）-Proca系统的数值定态解。这些孤子既可以是稳定的，又可以通过引力冷却机制从一般的初始数据动态地形成。在本文中，我们进一步探索这些孤子对象的动力学性质，通过执行迎面碰撞和轨道合并的等质量Proca星，使用完全非线性数值演化。对于迎面碰撞，我们表明，这些碰撞的终点和引力波形取决于Proca星的紧凑性。紧凑度足够小的Proca星碰撞后留下稳定的Proca星残骸。但是更紧凑的Proca星碰撞形成一个短暂的${\it hypermassive}$ Proca星，它最终衰变成一个黑洞，尽管暂时被Proca准束缚态包围。不稳定的中间阶段会在波形中留下印记，使其与黑洞正面碰撞的波形不同。最后的准正常振铃相匹配的史瓦西黑洞，即使小的偏差可能会发生，作为充分的非线性和长寿命的Proca准束缚态的签名。对于轨道合并，结果也取决于恒星的紧凑性。对于大多数紧凑型恒星，双星合并形成一个克尔黑洞，它保留了部分初始轨道角动量，被短暂的Proca场残余所包围;在较低紧凑度的情况下，双星合并形成一个大质量的Proca星，有角动量，但不平衡。与先前对（标量）玻色子星的研究一样，当接近最终的平衡态时，这些物体的角动量似乎收敛到零。
2018-11-23 gr-qc
Matter imprints in waveform models for neutron star binaries: tidal and self-spin effects
对两颗中子星合并产生的引力波和电磁波的联合观测标志着引力波（GW）多信使天文学的开始。准确的引力波形模型的发展是一个至关重要的先决条件，以提取有关产生检测到的GW信号的二进制系统的属性的信息。在双中子星系统（BNS）中，潮汐效应也需要纳入到一个准确的波形表示的建模。建立在以前的工作[Phys.Rev.D96 121501]，我们探索的性能，通过增加一个数值相关性（NR）为基础的近似的潮汐部分的定相（NRTidal）现有的模型nonprecessing和precessing二进制黑洞系统（SEOBNRv4，PhenomD和PhenomPv2），在LSC算法库套件中实现的吸气合并波形模型。将得到的BNS波形与混合NR波形的目标波形进行比较和对比，覆盖最后的大约100个波形。10轨道合并和延伸通过合并后的阶段，与inspiral波形计算从30 Hz获得TEOBResumS。后者是一个最先进的有效单体波形模型，融合了潮汐和自旋效应。我们探测基于PN的自旋项和NRTidal描述的组合对于获得相对于目标波形的最小失配（< 0.01）和相位差（< 1 rad）是必要的。然而，我们也讨论了可能的改进和缺点的NRTidal近似在其目前的形式，因为我们发现，它往往高估的潮汐相互作用相对于TEOBResumS模型在螺旋。
2018-04-06 astro-ph.HE gr-qc
On the Identification of Exotic Compact Binaries with Gravitational Waves: a Phenomenological approach
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））；Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Cardiff University（卡迪夫大学）
本文提出一种唯象方法，通过将奇异致密天体（ECO）的物理印记迭代纳入波形模型，评估ECO并合的可探测性与可区分性，并在GW150914数据上验证其致密性与黑洞一致，为构建有效的ECO识别器奠定基础。
2025-10-14 gr-qc
Constraining equation of state of neutron star using neutron star-black hole mergers
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本研究利用Bilby框架分析NSBH并合引力波数据，发现未来探测器需至少20次并合事件，方可清晰区分中子星物态方程。
2026-09-01 astro-ph.HE gr-qc
One-arm Spiral Instability in Hypermassive Neutron Stars Formed by Dynamical-Capture Binary Neutron Star Mergers
利用广义相对论流体动力学模拟，我们发现合并的双中子星可以形成超大质量中子星，经历单臂螺旋不稳定性。我们研究的特殊情况下，动态捕获合并的恒星有一个小的自旋，可能会出现在球状星团，并专注于一个等质量的情况下，自旋与轨道角动量对齐。我们发现，这种不稳定性的发展时，合并后的流体涡导致产生的环形残留物-一种配置，其最大密度发生在一个环周围的质量中心-高涡沿其旋转轴。在$\sim 10$ ms的时间尺度上，不稳定性迅速饱和，其中$m=1$方位角密度多极模式在更高模式上占主导地位。这种不稳定性也在合并后的引力波信号上留下了一个特征印记，如果这种不稳定性在长期存在的残余物中持续存在，就可以检测到。
2015-10-29 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Magnetic Field Configurations in Binary Neutron Star Mergers I: Post-merger Remnant and Disk
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；Friedrich-Schiller-Universit¨at Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
本文利用 GR-Athena++ 的 GRMHD 模拟，考察初始磁场、EOS、质量比及赤道反射对称性对双中子星并合后遗迹和吸积盘磁热演化的影响。
2026-09-25 astro-ph.HE gr-qc
Dynamics of spontaneous black hole scalarization and mergers in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet gravity
我们研究爱因斯坦标量高斯邦纳理论中的黑洞动力学，表现出自发的黑洞标量化使用最近推出的方法来解决完整的，非微扰的运动方程。对于一个符号的耦合参数，非自旋真空黑洞是不稳定的发展标量头发，而对于另一个，不稳定性只设置在黑洞具有足够大的自旋。我们研究标量化在这两种情况下，表明有一个范围内的参数空间的理论保持双曲演化和不稳定饱和的标量化黑洞是稳定的，没有对称性假设。然而，这个参数空间范围是显着小于的范围内存在的静态标量化黑洞解。我们展示了如何不同的选择的子领导行为的高斯-博内耦合影响的动态的不稳定性和最终状态，或缺乏。最后，我们提出了合并的双黑洞和演示的印记的标量头发的引力辐射。
2021-09-07 gr-qc hep-th
The Influence of Quark Matter at High Densities on Binary Neutron Star Mergers
研究了中子星内部高密度的夸克物质对双中子星合并事件中发射的引力波的影响。两种类型的状态方程（EoS）在零温度下使用，一个描述纯核物质，另一个核物质的相变夸克物质在非常高的密度。计算了最内层稳定圆轨道附近的二元平衡序列，以确定合并前的GW频率。研究发现，当引力质量大于$M_\infty\simeq1.5M_\odot$时，EoS效应开始起作用。对于所使用的EoS给出的最大允许质量，ISCO处的引力波频率差增长到$\simeq 10%$。然后，我们进行3D流体动力学模拟每个EoS不同的初始质量，并确定合并残留物的特征GW频率。夸克物质的影响主要表现在合并残余物的不同坍缩行为中。如果崩溃没有发生在合并后立即，我们发现在合并后的GW信号中的两个EoS之间的相位差。我们还比较了GW的合并残留物发出的频率值从模拟使用多变的EoS，并找到我们的EoS的非恒定绝热指数的印记。所有的计算都是基于共形平坦（CF）近似广义相对论和GW信号从合并模拟提取到四极的顺序。
2004-01-07 astro-ph gr-qc
Black hole-neutron star mergers using a survey of finite-temperature equations of state
每一个来自黑洞-中子星合并的潜在信号都应该包含一个中子星状态方程的印记：引力波通过它对潮汐扰动的影响，千诺瓦通过它对喷出物的影响，伽马射线暴通过它对残余盘的影响。这些影响进行了研究，通过数值模拟和量化的半解析公式。然而，这些公式所基于的大多数模拟都使用状态方程，而没有有限的温度和成分依赖的核物理。在本文中，我们模拟黑洞-中子星合并的变化都中子星质量和状态方程，使用三个有限温度核模型的变化刚度。我们的模拟在很大程度上证明了喷出物性质的公式是正确的，但没有发现预期的磁盘质量对中子星压缩的依赖性。我们跟踪早期的吸积盘的演变，主要是由冲击和回落流入驱动，并发现显着的状态方程的影响，这个早期的中微子亮盘的结构。
2018-04-25 astro-ph.HE gr-qc
Probing stellar binary black hole formation in galactic nuclei via the imprint of their center of mass acceleration on their gravitational wave signal
多频引力波（GW）观测是研究并合恒星质量双星黑洞（BBH）形成过程的有效手段。本文讨论了由质心加速度引起的合并BBH的GW螺旋波形的相位漂移。加速强烈地依赖于BBH在星系内形成的位置，允许通过激光干涉仪空间天线（LISA）观测LIGO类BBH合并的早期螺旋阶段，以测试形成机制。特别是在致密的核星团中或通过活动星系核中的核超大质量黑洞周围的致密吸积盘形成的BBH将受到强烈的加速度，并产生大的相位漂移。在这些情况下，合并BBH的宿主星系也可以在LISA误差体积中唯一识别，而没有电磁对应物。相位漂移的未检测将排除或限制核形成通道对恒星质量BBH人口的贡献。
2017-09-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Prospects for the inference of inertial modes from hypermassive neutron stars with future gravitational-wave detectors
本研究评估双中子星并合残骸惯性模的引力波可探测性，通过将数值波形注入不同探测器噪声，用BayesWave算法分析，发现当前探测器仅能探测1 Mpc内的信号，未来探测器探测范围可提升约10倍。
2023-05-10 astro-ph.HE gr-qc
Understanding possible electromagnetic counterparts to loud gravitational wave events: Binary black hole effects on electromagnetic fields
双黑洞系统的动力学除了产生巨大的引力波（GW）外，还可以通过影响其附近等离子体和电磁场的行为来诱导电磁（EM）辐射的发射。我们在这里研究电磁场是如何通过合并的一对轨道黑洞的影响。特别是，我们展示了如何二进制的动态诱导可能的电磁感应发射的变化，以及在后期合并和合并时期的电磁场的增强。这些随时间变化的特征可能会在产生可探测辐射的过程中留下印记，并可用于探测引力波的电磁对应物。
2009-11-19 astro-ph.HE gr-qc
Producing Magnetar Magnetic Fields in the Merger of Binary Neutron Stars
双星合并会导致流体中湍流和不稳定性的发展，如开尔文-亥姆霍兹剪切不稳定性，从而导致磁场的大幅放大，从而驱动小尺度发电机活动。为了正确地解决这种不稳定性，并获得正确的磁场放大，需要采用的决议，目前是不可行的全球广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟的BNS合并。在这里，我们提出了一个亚网格模型，允许全球模拟考虑到小规模的放大的磁场，这是由发展中国家合并的湍流。假设发电机饱和，我们表明，磁级场（$\sim 10^{16}\,{\rm G}$）可以很容易地达到，因此，预计从合并磁化BNS。总的磁能可以达到$\sim 10^{51}\,{\rm erg}$，因此合并后的残余物可以发出强烈的电磁信号，并可能产生短暂的伽马射线暴。
2015-09-08 astro-ph.HE gr-qc
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
The initial spin matters: the impact of rapid rotation on magnetic-field amplification at merger
Goethe Universität（歌德大学）；Yunnan University（云南大学）；Trinity College, Dublin（都柏林三一学院）；CERN（欧洲核子研究中心）
研究快速旋转对中子星并合时磁场放大过程的影响，发现不同自转配置导致电磁能量增长和磁场拓扑结构差异，反向对齐配置产生最大涡量和能量增长。
2026-01-22 astro-ph.HE gr-qc
Machine Learning Confirms GW231123 is a "Lite" Intermediate Mass Black Hole Merger
Vanderbilt University（范德堡大学）
机器学习验证GW231123事件，揭示其为轻量中间质量黑洞合并，并表征噪声伪影与波形重建。
2025-11-04 astro-ph.HE gr-qc
Magnetized Neutron Star Mergers and Gravitational Wave Signals
在完全广义相对论和理想磁流体动力学（MHD）耦合下，研究了磁场对中子星合并产生的引力波动力学的影响。我们考虑两个合并的情况下，一个在那里的恒星开始与初始对齐极向磁场和一个没有磁场。这两个合并的结果在一个强烈的差异旋转的对象。与非磁化的情况相比，对齐的磁场延迟了两颗恒星的最终合并。在合并过程中和合并后，我们观察到的现象驱动的磁场，包括剪切层中的开尔文-亥姆霍兹不稳定性，绕组的磁力线，从极向到环向场的过渡。这些效应不仅会产生电磁辐射，而且会对引力波产生强烈的影响。因此，有研究这两种类型的波的系统是有前途的前景。
2008-06-09 astro-ph gr-qc physics.comp-ph
Black Hole - Neutron Star Binary Mergers: The Impact of Stellar Compactness
本研究通过数值模拟探究中子星致密性对黑洞-中子星双星并合的影响，发现致密性和质量比越高系统越接近双黑洞，瓦解会抑制反冲、轻微影响自旋，低致密性中子星会导致并合后准正常振铃不清晰。
2024-04-15 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational Wave luminosity distance in viscous cosmological models
本文研究了在非理想流体驱动下的宇宙学纪元中的所谓引力波光度距离-红移关系$d_L^{\,GW}(z)$。特别是，我们表明，在能量动量张量的剪切粘度的存在下，原来是最相关的效果。在这种情况下，一个恒定的剪切粘度印记引力波传播通过摩擦项$δ(z)$与一个独特的红移依赖。这种特殊的演化预示了一个特定的形状的比例$d_{L}^{GW}/d_{L}^{EM}$，它往往是一个恒定的值时，源在$z\gtrsim 1$，而规模与剪切粘度在较低的红移，无论$Ω_{m0}$的值。根据我们最后的讨论，预测的红移依赖性$δ(z)$提供的剪切粘度可以测试即将到来的调查的多信使来源对类似的情况下，提供了一些广泛研究的修正引力理论。
2022-07-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Oscillations of hypermassive compact stars with gravitational radiation and viscosity
双中子星合并，如多信使GW 170817事件，可能会产生超大质量的致密物体，这些物体被恒星内部的流体循环所支撑，以防止坍缩。我们计算它们的不稳定模式的振荡驱动的引力波辐射和剪切粘度，建模为三轴黎曼椭球。我们的工作在微扰制度，其中的引力辐射反作用力被考虑在2.5后牛顿秩序，并找到不稳定的模式与耗散时间尺度$\gtrsim 1$ ms这是相关的合并的超大质量残留物的瞬态。结果表明，长期不稳定性主要是由引力波辐射引起的。如果考虑剪切粘度，它可以增加增长时间，甚至稳定不稳定的模式，但它必须有几个数量级大于预测的冷中子星。
2020-10-10 astro-ph.HE gr-qc
Detectability of Torsion Gravity via Galaxy Clustering and Cosmic Shear Measurements
在修正的扭转引力理论中引入的引力拉格朗日量的变化--也被称为$f(T)$引力--允许在物质主导的宇宙中加速膨胀。在这个框架中，宇宙的加速是由一种有效的“扭转流体”驱动的。除了宇宙的背景演化外，结构的形成也会因为有效的引力常量随时间的变化而改变。在这里，我们调查的印记$f(T)$引力对星系团和弱引力透镜的目的是了解未来的星系调查是否可以约束扭转引力和区分它和标准的广义相对论。具体来说，我们计算Fisher矩阵预测两个可行的$f(T)$模型，以推断模型参数的测量精度和评估的权力，结合聚类和剪切分析将作为一种工具，用于模型选择。我们发现，与这样的探针的组合，它确实将有可能严格约束$f(T)$模型参数。此外，由贝叶斯因子提供的奥卡姆剃刀将允许我们确认一致性$Λ{\rm CDM}$模型的$f(T)$幂律扩展，其测量的幂律斜率的值大于0.02，而在$Λ{\rm CDM}$中，它正好为0。
2014-04-10 astro-ph.CO gr-qc
High resolution numerical-relativity simulations for the merger of binary magnetized neutron stars
我们在日本超级计算机K。中子星和合并遗迹被70 μ m的网格覆盖，这是迄今为止得到的结果中分辨率最高的。通过深入的分辨率研究，首次阐明了中子星并合过程中磁场的几种放大机制。首先，在合并开始时剪切层中发展的开尔文-亥姆霍兹不稳定性显著地放大了磁场。合并后形成的超大质量中子星（HMNS）会受到非轴对称的磁旋转不稳定性的影响，这种不稳定性放大了HMNS中的磁场。这两种放大机制不能用非相干分辨率运行找到。我们还表明，HMNS最终崩溃的黑洞所包围的吸积环面，这是在出生时强烈磁化。
2014-07-14 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Jet-environment interplay in magnetized binary neutron star mergers
本文报告了首个磁化sGRB喷流穿透真实磁化并合后环境的3D狭义相对论MHD模拟，克服了以往无磁场模拟的局限，揭示了磁场在喷流演化中的关键作用。
2023-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
General relativistic simulations of black hole-neutron star mergers: Effects of magnetic fields
当中子星（NS）被黑洞（BH）伴星在BH-NS双星螺旋末端的潮汐扰动时，其磁场将被拉伸和放大。如果足够强，这些磁场可能会影响引力波形，合并演化和残留盘的质量。在圆盘中形成高度准直的磁场线+旋转的BH残留物可能会发射相对论性喷流，为短硬GRB提供引擎。我们分析了这种情况下，通过完全广义相对论，磁流体动力学（GRMHD）BHNS模拟从螺旋通过合并和磁盘形成。不同的初始磁场配置和强度被选择为NS内部的nonspinning和适度自旋（a/M=0.75）BH与轨道角动量对齐。在NS中，只有强的内部（Bmax~ 10 ^17 G）初始磁场才能显著影响合并动力学，在不旋转和旋转BH的情况下，剩余盘质量分别增加了100%和40%。然而，探测即使是强磁场的印记对先进的LIGO来说也是一个挑战。虽然在我们进行的初步模拟中没有质量外流或磁场准直的证据，但可能需要更高的分辨率，加上更长的磁盘演变和不同的初始磁场配置，才能最终评估BHNS双星作为短硬GRB祖先的可能性。
2012-05-15 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Are LIGO's Black Holes Made From Smaller Black Holes?
一个被提出的恒星质量黑洞（BH）的形成通道是通过较小黑洞的分级合并。质量相当的黑洞之间的重复合并会在最终黑洞的自旋上留下印记，因为最终黑洞的自旋在很大程度上取决于双星的轨道角动量。我们发现，对于恒星质量BH形成等级的自旋幅度分布是普遍的，在$a \sim 0.7$和小支持$a \sim 0.5$以下的峰值。我们表明，自旋分布是强大的合并双星的质量比的变化，初始自旋分布的第一代BH，合并世代的数量。虽然我们假设初始自旋方向的各向同性分布，但优先对齐或反对齐的自旋不会定性地改变我们的结果。我们还考虑了BH形成的“集群灾难”模型，在该模型中，我们允许任意质量比的合并，并表明这种情况下预测一个独特的自旋分布，这是类似于主要专业的普遍分布。我们探索的能力，自旋测量地面引力波（GW）探测器约束层次合并的情况。我们采用分层贝叶斯混合模型模拟GW数据，并认为通过分层合并形成的BH的比例将受到$\mathcal{O}(100)$ LIGO二元黑洞检测的约束，而与$\mathcal{O}(10)$检测，我们可以伪造一个模型，其中所有组件BH形成分层。
2017-06-01 astro-ph.HE gr-qc
GRMHD simulations of accretion flows onto unequal-mass, precessing massive binary black hole mergers
本研究使用广义相对论磁流体动力学模拟探讨自旋取向对不等质量双黑洞合并前吸积流动力学的影响，发现自旋错位会增强质量吸积率的准周期调制，为多信使观测提供潜在特征。
2023-09-11 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves, neutrino emissions, and effects of hyperons in binary neutron star mergers
在完全广义相对论中，结合核子和超音速有限温度状态方程（EOS）和中微子冷却，对双星中子星合并进行了数值模拟。结果表明，对于核子态和超子态方程，对于总质量为$\approx 2.7 M_\odot$的情况，最终的结果是长寿命的超质量中子星（HMNS）$(t_{\rm life}\gtrsim 10 {\rm ms})$.对于总质量$\approx 3 M_\odot$，长寿命（与$t_{\rm life}\approx 3 {\rm ms}$一起短寿命）HMNS是核子（超声波）EOS的结果。结果表明，HMNS的典型总中微子光度为$\sim 3$ -- $6 \times 10^{53} {\rm erg /s}$，当源距为100 Mpc时，HMNS引力波的有效振幅为1 -- $4\times 10^{-22}$ at $f\approx 2$ -- $3.2 {\rm kHz}$.在HMNS阶段，引力波的特征频率转移到一个更高的频率为超子EOS相比，在核子EOS中，他们保持不变。我们的发现表明超子效应在引力波中有很好的印记，它的探测将为我们探索中子星物质的组成提供一个潜在的机会。同时给出了黑洞形成时的中微子光度曲线。
2012-06-04 astro-ph.HE gr-qc
Spin-Precession: Breaking the Black Hole--Neutron Star Degeneracy
致密恒星残骸的合并是LIGO/Virgo引力波探测器的主要目标。人们希望这些合并事件产生的引力波信号可以用于研究恒星残余物的质量和自旋分布，并提供有关黑洞视界和中子星材料性质的信息。然而，有人提出，恒星的质量和自旋在波形中留下的简并性可能使人们无法区分黑洞和中子星。在这里，我们表明，由于自旋-轨道耦合的轨道平面的岁差打破了质量-自旋简并，并允许我们区分标准的中子星和替代的可能性，如黑洞或异国情调的中子星与大质量和自旋。
2014-12-18 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves and mass ejecta from binary neutron star mergers: Effect of the mass-ratio
提出了一种新的（3+1）维数值相对论方法，模拟了双中子星（BNS）并合和并合后的相态。我们专注于一个以前无法访问的区域的二进制参数空间跨越二进制的质量比$q\sim1.00-1.75$为不同的总质量和状态方程，并高达$q\sim2$为刚性BNS系统。我们研究了质量比对引力波（GWs）的影响，以及对与动态质量喷出物相关的可能的电磁辐射的影响。我们计算的波形，频谱和频谱图的GW应变，包括所有的多极$l=4$。质量比有一个特定的印记GW多极在后期的inspiral合并信号，它影响定性的合并残余物的光谱。多极效应也研究了通过考虑GW频谱图上的源的天空位置的依赖性。不相等质量的BNS比相等质量的系统产生更多的喷出物，喷出物质量和动能几乎线性地取决于$q$。我们使用一个简单的方法来估计与合并相关的macronovae事件的光度峰值和光变曲线。对于$q\sim2$，亮度峰值延迟几天，并且可以比$q=1$情况大四倍。与$q\sim2$ BNS相关的macronova发射在时间上更持久，并且在近红外中可以观察到数周而不是数天（$q=1$）。最后，我们估计了相对论外流与周围介质相互作用可能产生的射电耀斑的通量。同样在这种情况下，大的$q$可以显著增强发射并延迟峰值亮度。总的来说，我们的研究结果表明，大质量比的BNS合并具有不同于等质量情况的EM特征，更类似于黑洞-中子星双星。
2016-07-22 astro-ph.HE gr-qc
