Neutron Star Crust Can Support A Large Ellipticity
本研究采用Gittins等人2021年的形式体系与横向形变力,得出中子星壳层最大椭率为7.4×10⁻⁶,佐证旋转中子星或为强连续引力波源。
2022-10-21 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Core-crust transition pressure evolution in post-glitch epoch for a Vela-type pulsar
我们提出船帆座型脉冲星的\textit{post-glitch}历元对应于一个转变时间,在这个转变时间里,破裂的\textit{crust}在\textit{glitch}产生变化之后,正在重新调整它的温度和核心- \textit{crust}转变压力。为了描述脉冲星在这个时代的演变,我们使用一系列的静态和轴对称的相对论模型缓慢旋转的中子星表面层\textit{crust}。在此之前,我们已经制定了恒星表面的物理性质(恒星的总质量,核心- \textit{crust}过渡压力,.)的匹配条件。
2009-12-03 gr-qc
R-modes of neutron stars with a solid crust
研究了具有固体壳层的慢转中子星在科里奥利力作用下的$r$模振荡特性。对于模态分析,我们采用三个组成部分的中子星模型,由一个流体核心,一个固体地壳和表面流体海洋。对于三分量模式,我们发现存在两种$r$模,即局限于表层流体海洋的模式和局限于流体核的模式,这两种模式对$r$模的不稳定性是最重要的。如果恒星的自转速率足够小,那么$r$ -模在固态地壳中没有任何明显的振幅。我们发现,核心$r$模式的强烈影响与地壳扭转(环形)模式耦合,并失去其简单的属性的本征函数和本征频率的角旋转速度$Ω$的函数。这表明,在$Ω\to 0$极限下得到的外推公式不能用于研究具有固体地壳的快速旋转中子星的$r$模不稳定性,除非正确地考虑与地壳扭转模耦合的影响。
2000-08-23 astro-ph gr-qc
The dynamics of neutron star crusts: Lagrangian perturbation theory for a relativistic superfluid-elastic system
成熟的中子星的内壳是由富中子核的弹性晶格组成的,自由中子可以穿过富中子核。一旦恒星冷却到超流转变温度以下,这些中子就可以相对于地壳流动。为了模拟这个系统的动力学,这是相关的一系列问题,从脉冲星毛刺磁星地震和连续的引力波发射从旋转变形的中子星,我们需要了解广义相对论拉格朗日微扰理论的弹性物质耦合到超流组件。本文发展了相关的形式主义所需的天体物理应用的水平。
2018-11-28 gr-qc
Effect of a neutron-star crust on the r-mode instability
在中子星的固体壳层下,粘性边界层的存在显著地增加了流体r模的粘性阻尼率。我们改进了以前的估计,包括边界层本征函数的科里奥利力的影响,并通过使用更现实的中子星模型的阻尼率。如果假设地壳是完全刚性的,那么在温度低于1.5 × 10^8 K的中子星中,引力辐射驱动的r模不稳定性被完全抑制。边界层产生的能量会加热恒星,如果r模的振幅足够大,甚至会熔化地壳。我们显式求解热方程(包括热传导和中微子发射的影响),发现对于最大旋转的中子星,熔化地壳所需的r模振幅约为a_c = 5 x 10^{-3}。如果r模在大于a_c的振幅下饱和,产生的热量足以维持恒星的外层处于类似于北冰洋边缘浮冰的混合流体-固体状态。我们认为,在年轻的,快速旋转的中子星,这种效应大大推迟了地壳的形成。通过考虑冰流中的耗散,我们表明,最终的自旋频率的r-模式振幅的顺序单位的恒星接近的值估计流体星没有地壳。
2000-06-18 astro-ph gr-qc
Glitch Behavior of Pulsars and Contribution from Neutron Star Crust
脉冲星是高度磁化的旋转中子星,具有非常稳定的旋转速度。尽管脉冲星的自转速率是稳定的,但许多脉冲星的自转速率会发生突变,这种突变被称为脉冲星毛刺。毛刺现象被认为是中子星地壳区域内中子物质超流性的表现。相对于稳定的旋转频率,这种旋转速率的快速变化的幅度可以量化地壳区域的转动惯量对恒星总的转动惯量的影响,称为部分转动惯量(FMI)。本文在相对论平均场框架下,利用六个不同的代表性统一状态方程,计算了不同质量恒星的FMI。我们已经进行了一个逐事件的比较,从数据得到的FMI与理论计算值,考虑和不考虑卷吸效应。结果发现,较大的毛刺不能解释地壳FMI单独,即使没有夹带。
2018-08-29 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
The Breaking Strain of Neutron Star Crust and Gravitational Waves
快速旋转的中子星上的山脉有效地辐射出引力波。这些山的最大可能大小取决于中子星地壳的破裂应变。与数百万离子分子动力学模拟的库仑固体代表地壳,我们表明,纯单晶的断裂应变是非常大的,杂质,缺陷和晶界只有适度降低断裂应变到0.1左右。由于在我们的模拟中发现的失败期间离子的集体行为,中子星地壳可能非常坚固,可以支撑足够大的山脉,因此它们的引力波辐射可以限制一些恒星的自旋周期,并且可以在大尺度干涉仪中检测到。此外,我们对中子星壳物质的微观模拟可以帮助分析磁星巨耀斑和微耀斑的相关机制。
2009-04-13 astro-ph.HE astro-ph.SR cond-mat.mtrl-sci
Bursts of Gravitational Waves due to Crustquake from Pulsars
本文探讨了壳震的一种可能后果,即由于壳震引起的形变脉冲星四极矩突变而产生的引力波爆发。旋转中子星壳震的发生对中子星动力学有着重要的影响。我们认为,如果脉冲星经历了壳震,那么全球Ws爆发的产生是壳震的必然结果。我们估计的应变振幅($h_0$),这样的爆发的GWs和比较的应变振幅GWs在各种其他情况下产生的孤立的millars在文献中提出的。我们得到的值与这些建议相当。我们还估计了这种突发的特征应变($h_c$)和信噪比(SNR)的数量级。对于奇异夸克星,应变振幅可能会成倍增强,这使得夸克星可能成为地壳地震的引力波源。这种波的缺乏可能会对这些假设的恒星产生限制
2020-04-01 astro-ph.HE gr-qc
Rotating anisotropic stringy spheroid in a modified Hartle formalism
在这里,我们看看哈特尔度量的应用程序来描述一个旋转版本的球形字符串云/全球解决方案。虽然以前已经通过Newman-Janis算法构建了该解决方案的旋转版本,但该过程并不保留状态方程。Hartle方法允许状态方程的保存,至少在缓慢旋转的微扰解的意义上。除了生成可用于模拟旋转弦云或类似系统的区域的方程的直接效用之外,这项工作还表明,根据不同特征值之间的状态方程,可以将Hartle度量适应于具有Segre类型[(1,1)(1,1)]的缓慢旋转各向异性系统。
2022-11-18 gr-qc
Cracking and Stability of Non-Rotating Relativistic Spheres with Anisotropic Internal Stresses
在广义相对论中研究了具有各向异性内应力的静态不带电球体的稳定性。压力各向异性对恒星结构的稳定性起着重要的作用。结果表明,径向剖面的应力各向异性可以被认为是决定潜在的稳定/不稳定的区域。最后,对两个已知的相对论恒星模型的潜在稳定/不稳定区域进行了研究。
2020-06-26 gr-qc
Influence of an anisotropic matter field on the shadow of a rotating black hole
本文研究了在各向异性物质场存在下带荷旋转黑洞产生的阴影。我们得到的表观形状和相应的观测值表征的大小,扁率,和中心的偏差,对于不同的值的模型的参数。我们比较了新的结果与相应的Kerr-Newmann时空,我们也讨论了在这种情况下的观测前景。
2020-07-23 gr-qc
Stochastic gravitational wave background from hydrodynamic turbulence in differentially rotating neutron stars
由壳核差异旋转驱动的流体动力学湍流对中子星的引力波观测施加了基本的噪声基底。引力波的发射峰值位于柯尔莫哥洛夫退相干频率处,对于壳核切变的合理值ΔΩ,该频率出现在地基长基线干涉仪频带的最敏感部分附近。我们计算的能量密度谱的随机引力波背景的宇宙学人口的湍流中子星概括以前的计算个别来源。该谱类似于分段幂律,Ω_{gw}(ν)=Ω_αν^α,其中α分别在退相干频率上下为-1和7,其归一化标度为Ω_α \propto(ΔΩ)^{7}。初始LIGO未检测到随机信号意味着ΔΩ的上限,因此也意味着地壳和地核进入同向旋转的内部弛豫时间尺度,τ_{d}=ΔΩ/ \dot Ω,其中\dot Ω是观测到的电磁自旋下降速率,其中毫秒双星的吸积时间τ_{d} \lesssim 10^{7}年,射电强双星的吸积时间τ_{d} \lesssim 10^{5}年。对未来的探测器,即先进的LIGO和爱因斯坦望远镜的τ_{d}的目标限制也进行了估计,并发现天体物理学有趣。
2013-02-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Aspects of Rotating Anisotropic Dark Energy Stars
本文基于修正Chaplygin流体和Hartle-Thorne形式构建了慢速旋转的各向异性暗能量星,数值求解恒星结构方程发现各向异性对恒星全局性质的影响显著大于旋转,且高各向异性强度使暗能量星更接近Kerr解。
2024-07-25 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Rotating cosmological cylindrical wormholes in GR and TEGR sourced by anisotropic fluids
给定一个各向异性流体源,通过求解耦合到宇宙学常数的广义相对论(GR)和遥平行引力(TEGR)场方程,我们以封闭形式确定了满足所有局部能量条件的柱对称四维宇宙学旋转虫洞,以及在有限适当距离处具有两个对称轴的宇宙学旋转解.这些解具有角速度正比于宇宙学常数的性质。
2021-03-16 astro-ph.CO gr-qc
Rotating and non-linear magnetic-charged black hole with an anisotropic matter field
School of Physics Science and Technology, Xinjiang University(新疆大学物理科学与技术学院);Faculty of Science, Kunming University of Science and Technology(昆明理工大学理学院)
通过改进的Newman-Janis算法,构造了带有各向异性物质场的非线性磁荷黑洞及其旋转解,研究了其几何性质、热力学和彭罗斯过程。
2026-06-02 gr-qc
Rotating Anisotropic Fluid Solutions
给出了一个精确的旋转各向异性流体解和一族精确的旋转各向异性流体解,它们对于一定的参数值满足所有的能量条件。明确给出了Ricci张量的分量、本征值以及解的能量动量张量。它们都具有Kerr解的环奇异性,并具有Kerr解的一个多奇异性和一族附加奇异性的解,该解与Kerr解在两个薄壳表面上的极值解相匹配,且当解的参数取适当值时,近似于扁球。其中一个表面具有正表面密度。族的解决方案满足匹配条件的解决方案的克尔在两对表面上,这又是薄壳。明确给出了一对曲面的面密度。同样,对于解的参数的适当值,另一对的表面也近似为扁球体。
2016-02-12 gr-qc
Shadows cast by a class of rotating black bounces with an anisotropic fluid
Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE, CONICET-UBA)(空间天体物理学与物理研究所);CONICET(阿根廷国家科学研究委员会);UBA(布宜诺斯艾利斯大学)
本文提出了一种通过改进的Newman-Janis算法获得的具有各向异性流体的旋转黑洞边缘模型,并研究了其阴影形状及与其他时空的区别。
2026-01-06 gr-qc
New classes of exact interior nonvacuum solutions to the GR field equations for spacetimes sourced by a rigidly rotating stationary cylindrical anisotropic fluid
给出了描述由主应力沿对称轴方向的静止圆柱形各向异性流体引起的内部时空的广义相对论场方程的两类新的解。这些解必须满足正则性和连接条件,才有可能用来表示旋转天体。数学和物理性质进行了分析。对时空两个独立参数进行了物理解释,并证明了它们定义了两个不同的解类,同时说明了后者的性质。
2021-09-04 gr-qc
Charged Rotating Black Hole with an Anisotropic Matter Field: Solution of the Maxwell Field
该研究针对含各向异性物质场的带电旋转黑洞展开,发现其电磁场形式与Kerr-Newman几何中的对应形式一致(源于度规函数的特定形式),并提及了相关的黑洞能量提取机制。
2023-08-28 gr-qc hep-th
Rotating Black Hole with an Anisotropic Matter Field as a Particle Accelerator
最近,人们提出了一种广义的物质场包围下旋转致密体爱因斯坦方程的解,即各向异性物质的Kerr-Newman时空。该溶液具有额外的头发,以及传统的质量,电荷和自旋,这是由于各向异性物质的负径向压力。在这篇文章中,我们表明,这类新的黑洞可以作为一个粒子加速器的碰撞过程中的两个一般的粒子在其引力场的ergo区域。在极端黑洞事件视界附近,粒子的质心能量达到任意高值。通过对视界结构和圆形粒子运动的研究,得到了碰撞发生的物理条件。从天体物理学的角度来看,结果很有趣。
2020-08-04 gr-qc
Rotating black holes at future colliders II: Anisotropic scalar field emission
这是该系列第一篇论文的续篇,在第一篇论文中,我们讨论了低频区自旋为0、1/2和1的五维旋转黑洞的霍金辐射。我们考虑了一般时空维中旋转黑洞的膜定域标量场的辐射,而不依赖于低频展开。
2005-03-07 gr-qc hep-ph hep-th
Family Of Rotating Anisotropic Fluid Solutions which Match to Kerr's Solution
我们提出了一个家庭的精确旋转各向异性流体的解决方案,满足所有的能量条件,其参数的某些值。明确给出了解的Ricci张量$R_{μν}$的分量、张量$R_μ^ν$的本征值和能量动量张量$T_{μν}$。族中的所有成员都有Kerr解的环奇点,而且大多数都有一个或两个以上的奇点。这些解可以与三个封闭曲面上的Kerr解相匹配,对于适当的参数值,这些封闭曲面近似于扁球体。所有匹配的表面都是薄壳。对于某些常数值,其中一个的表面密度处处为正,并且在该表面及其内部满足所有能量条件。
2014-05-12 gr-qc
Moment of inertia of slowly rotating anisotropic neutron stars in $f(R,T)$ gravity
在$f(R,T)$引力理论的框架下,利用径向压力的物理相关状态方程(EoS)研究了各向异性中子星的流体静力平衡。特别是,我们专注于$f(R,T) = R+ 2βT$模型,其中$β$是一个最小的耦合常数。在慢转近似下,我们导出了修正的TOV方程和相对论性转动惯量的表达式。详细研究了中子星的半径、质量和转动惯量等主要性质。我们的结果揭示了$2βT$项的主要结果是在足够低的中心密度下表面半径的显著增加。然而,这样一个项稍微修改了缓慢旋转恒星的总引力质量和转动惯量。此外,当各向异性被纳入恒星流体时,变化是明显的,并且有可能获得与当前观测数据一致的更高质量。
2023-01-07 gr-qc
Rotating black holes with an anisotropic matter field
我们提出了一个家庭的新的旋转黑洞解的爱因斯坦方程,推广的克尔-纽曼时空,包括各向异性物质。通过采用Newman-Janis算法获得几何形状。除了质量、电荷和角动量之外,由于各向异性物质的负径向压力,还存在额外的头发。详细分析了黑洞的性质,包括热力学性质。这个黑洞可以作为一个比克尔-纽曼更好的引擎来提取能量。
2020-03-31 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Slowly Rotating General Relativistic Superfluid Neutron Stars
本文提出了一种处理慢旋转广义相对论超流中子星的一般形式。作为第一近似,它们的物质含量可以用双流体模型来描述,其中一种流体是中子超流体,被认为存在于成熟中子星的内核和内部地壳中,另一种流体代表所有其他成分(地壳核,质子,电子等)的聚集体。我们得到一个系统的方程,良好的二阶的旋转速度,确定度量和物质变量,无论两种流体的状态方程。特别是,考虑到所谓的夹带效应,即一种成分(例如中子)的动量携带另一种成分的部分质量。作为一个例子的开发框架,我们考虑一个简化的状态方程,这两种流体描述不同的多面体。我们确定数值上的两种流体的影响的旋转框架拖动,在中子和质子密度和惯性质量的诱导变化,以及形状的变化的明星。我们进一步讨论了关于两个重子数守恒,质量脱落(开普勒)极限和化学平衡的问题。
2000-09-26 astro-ph gr-qc
Surface tension of the core-crust interface of neutron stars with global charge neutrality
最近的研究表明,考虑到强、弱、电磁和引力相互作用,并满足系统的整体电荷中性,在核饱和密度下,在中子星的核壳之间会出现一个过渡层。我们用相对论平均场理论和费米近似研究了过渡层的详细结构,计算了它的表面能和库仑能。我们发现,表面张力是成正比的幂律函数的重子数密度在核心区。我们还分析了电子分量和引力场对过渡层结构和表面张力的影响,并与核物理中已知的唯象结果进行了比较。在此基础上,我们研究了在中子星服从整体电荷中性的情况下,Bohr-Wheeler表面形变引起的不稳定性。假设核密度$ρ_{core}\approx 2.7 * 10^{14}$ g cm $^{-3}$的核壳过渡,我们发现,不稳定性设置的上限地壳密度,$ρ_{crust}^{crit}\approx 1.2 * 10^{14}$ g cm $^{-3}$。这一结果意味着一个非零下限的核壳过渡面的最大电场,并使不可访问的极限$ρ_{crust}=ρ_{core}$准本地电荷中性的限制。这里提出的一般框架也可以应用于研究混合星以及奇怪的恒星,无论是裸露的和外壳的急剧相变的稳定性。这项工作的结果开辟了一条道路,这些过渡表面的稳定性更一般的分析,占其他影响,如引力约束,离心排斥,磁场诱导的旋转电场,因此磁偶极-偶极相互作用。
2014-03-19 astro-ph.SR gr-qc hep-ph
Interior spacetimes sourced by stationary differentially rotating irrotational cylindrical fluids: anisotropic pressure
本文将刚性旋转无旋柱形流体的各向异性压力内部时空推广到差速旋转,给出轴向与方位角压力解的构造方法及物理良好示例,并发现径向压力情形的四类解中一类可完全积分且物理良好。
2024-07-05 gr-qc
Gravitational radiation from neutron stars deformed by crustal Hall drift
射电辐射的一个先决条件是极冠区域存在强的小尺度磁场结构(“磁点”)。它们的产生可以通过地壳霍尔漂移从两个定性和定量不同的初始磁场配置中进行:一个完全局限于地壳的场和另一个穿透整个恒星的场。这项研究的目的是探索地壳中的这些磁性结构是否能够使恒星充分变形,使其成为可观测的引力波源。我们模拟这些领域的配置,它可以开发,在$\sim 10^4$ - $10^5$年,局部表面磁场强度$\sim 10^{14}$ G保持超过$\gtrsim 10^6$年的磁点的演变。计算了磁力引起的变形。我们表明,在有利的初始条件下,一颗恒星经历地壳霍尔漂移可以有椭圆率$ε\sim 10^{-6}$,即使与亚磁星极场强度,经过$\sim 10^5$年。脉冲星旋转频率为$\sim 10^2$ Hz,具有这样的$ε$是一个有希望的引力波源候选者。由于如此大的形变只能由穿透整个恒星的特定磁场配置引起,并且其最大磁能集中在外核区域,因此从射电望远镜观测到的引力波发射可以告诉我们年轻中子星的内部场结构。
2016-04-14 astro-ph.HE gr-qc
Slowly rotating anisotropic relativistic stars
本文在广义相对论框架下推导了慢速旋转各向异性恒星的结构方程,发现高各向异性构型呈长球形且其转动惯量等趋近Kerr黑洞值。
2024-07-22 astro-ph.SR gr-qc
Photon Motion and Shadows of Rotating Black Holes with Nonlinear Electromagnetic and Anisotropic Matter Fields
Liaoning Normal University(辽宁师范大学)
研究非线性电磁场和各向异性物质场对旋转黑洞光子运动、阴影结构和能量发射率的影响,发现各向异性物质场参数对阴影大小影响显著。
2026-06-29 gr-qc
Differential rotation of relativistic superfluid in neutron stars
它显示了如何建立一个数学优雅和完全相对论超流体模型,可以提供一个现实的近似(忽略由于地壳坚固性、磁场等引起的小的各向异性,但考虑到具有涡旋钉扎的区域)旋转中子星的全球结构,仅就两个独立运动的成分而言,其中一个代表差异旋转的中子超流体,而另一部分代表所有其他成分的组合,包括简并电子、地核中的超流质子和地壳中的离子,它们的电磁相互作用将倾向于将它们锁定在一起,处于近似刚性旋转的状态。提供了相关参数,如阻力系数和最大钉扎力的数量级估计。
1997-11-05 astro-ph gr-qc
Shadow cast by a rotating black hole with anisotropic matter
我们得到了旋转黑洞与各向异性物质的投影。一个Killing张量表示隐藏的对称性推导明确。可分性结构的存在意味着测地线运动的完全可积性。我们分析了不稳定圆形光子轨道周围的有效势,表明黑洞的一侧比另一侧亮。此外,它示出,包括各向异性物质($Kr^{2(1-w)}$)的阴影投射的可观的效果。阴影观测量包括近似阴影半径$R_s$、畸变参数$δ_s$、阴影面积$A_s$和扁率$D_{os}$。
2021-03-19 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Slowly Rotating Anisotropic Neutron Stars with a Parametrized Equation of State
本研究拓展广义相对论的Hartle-Thorne形式体系至二阶角速度压强各向异性情形,探究各向异性对慢转中子星的影响,推导相关普适关系并用分段多方物态方程验证,质量比结果与近期发现一致。
2024-10-08 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Rotating cylinders with anisotropic fluids in general relativity
我们考虑具有方向压力$p_i = w_i ρ$($ρ$是密度,$w_i = $常数,$i = 1,2,3$)的各向异性流体作为静止圆柱对称时空中的引力源。我们描述了一种获得精确解的一般方法与这样的源,其中的主要特点是分裂的Ricci张量成静态和旋转的部分,并使用谐波径向坐标。根据$w_i$的值,似乎可以获得爱因斯坦方程的一般或特殊的解决方案,从而恢复一些已知的解决方案,并找到新的。简要描述了精确解的三个具体例子:刚性各向同性理想流体($p = ρ$),方位角方向的宇宙弦分布(即,形成围绕$z$轴的圆),并具有沿$z$轴的两个相反辐射流的静止组合。
2019-04-14 gr-qc
Dressing rotating black holes with anisotropic matter
本文提出一种扩展Kerr时空的新旋转黑洞解,发现其无法仅由质量、角动量和电荷唯一刻画,并分析了该额外“毛发”对黑洞热力学性质的影响。
2025-11-10 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Anisotropic matter and nonlinear electromagnetics black holes
Sogang University(西江大学)
本文研究了各向异性物质黑洞与非线性电磁动力学(NED)黑洞之间的对应关系,通过引入NED项,证明了具有两个参数w和K的各向异性物质黑洞可以对应于具有幂指数s和电荷项ξ(s,q)的非线性电磁学黑洞,并总结了主要贡献。
2026-05-18 gr-qc
Dark matter transport properties and rapidly rotating neutron stars
中子星是寻找暗物质的好地方,因为它们的高密度允许重复的相互作用。大质量弱相互作用粒子(WIMP)可以在中子星的核或壳中有效地散射。在本文中,我们专注于WIMP的贡献,如剪切粘度或热导率的输运性质,因为这些可以大大提高长的平均自由程。我们推测WIMP增加了中子星物质的剪切粘度,并有助于稳定r模式振荡。这些是集体振荡,其中回复力是科里奥利力。目前,在许多观测到的快速旋转的恒星中,r模被认为是不稳定的。如果WIMP稳定了r模式,这将允许中子星快速自旋。这可能要求WIMP-核子截面接近目前的实验极限,并且中子星中WIMP的密度适当。
2012-05-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Study of stationary rigidly rotating anisotropic cylindrical fluids with new exact interior solutions of GR. 3. Azimuthal pressure
本文研究广义相对论中具有方位角压力的稳态刚性旋转各向异性圆柱流体,利用额外自由度提出构造精确内部解的通用方法,并分析其轴对称性、正则性及与真空外部解的匹配,筛选出两类具有良好数学物理性质的解。
2023-08-07 gr-qc
Slowly rotating superfluid Newtonian neutron star model with entrainment
我们发展了一种形式主义来模拟慢旋转的超流牛顿中子星。双流体模型被用来描述物质,其中一种流体是被认为存在于成熟中子星的内部地壳和核心中的超流中子,而另一种流体是剩余成分(地壳核,核心超导质子,电子等)的电荷中性聚集体。我们包括夹带效应,这是两种流体之间的非耗散相互作用,其中一种流体中引起的动量将导致另一种流体的部分质量被携带。描述旋转平衡(即轴对称和静止配置)的方程近似使用慢旋转近似;在两种流体的旋转速率方面的扩展,其中仅保留到二阶的项。我们的形式主义允许中子以不同于带电组分的速率旋转。对于一个特殊的状态方程,这是在两个质量密度和相对速度的流体的平方,我们找到了一个解析解的慢旋转方程。这一结果提供了一个优雅的推广到两个流体问题的标准表达式为一流体多面体${\cal E} \propto ρ^2$。模型的状态方程包括夹带和一般足以考虑到现实的价值观,说,质量和半径的明星。它还包括一个可以与出现在更现实的状态方程中的“对称能”相关的项。我们使用解析解来探讨两种流体之间的相对旋转,"对称能"项,夹带如何影响中子星的局部粒子分布,以及全球的开普勒极限,椭圆率和转动惯量的数量。
2001-07-10 astro-ph gr-qc nucl-th
Study of stationary rigidly rotating anisotropic cylindrical fluids with new exact interior solutions of GR. 5. Dust limit and discussion
本文是系列研究终篇,利用广义相对论新精确解综合分析了各向异性压力对稳态刚性旋转柱对称流体的引力影响,重新审视了因果性与能量条件等基本概念,并推导出对应于Lanczos-van Stockum解的尘埃解。
2022-09-12 gr-qc
A new class of anisotropic rotating fluids and some throat-like sources for Kerr metric as examples
本研究提出一类新的各向异性旋转流体解,可用于寻找Kerr度规源、构造正则黑洞及研究含中心黑洞的星系,并给出了双向可穿越虫洞与喉状Kerr源两类示例解。
2023-10-08 astro-ph.SR gr-qc hep-th
Slowly rotating covariant anisotropic objects
本研究利用扩展Hartle方程计算缓慢旋转各向异性$\mathcal{C}$-星的平衡性质,发现高致密度下出现长球形,且旋转扰动与超致密系统相似。
2025-10-17 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
An anisotropic rotating cosmic string with Lorentz violation: thermodynamics and Landau levels
本研究推广旋转宇宙弦时空,引入洛伦兹破缺的各向异性效应,求解克莱因-戈登方程,发现弦自旋可在无规范场时产生朗道量子化,并计算了热力学性质。
2023-12-29 gr-qc hep-th
Numerical calculations of neutron star mountains supported by crustal lattice pressure
Mathematical Sciences and STAG Research Centre, University of Southampton(南安普顿大学数学科学与STAG研究中心)
本文研究中子星山的形成机制,通过弹性应变驱动热梯度产生温度不对称性,并利用实测方程状态进行自洽计算,探讨其对低质量X射线双星自转平衡及引力波辐射的影响。
2026-10-27 astro-ph.HE gr-qc
Study of stationary rigidly rotating anisotropic cylindrical fluids with new exact interior solutions of GR. 2. More about axial pressure
本文提出构造广义相对论中稳态刚性旋转各向异性圆柱流体新精确内部解的通用方法,并给出两个新解类,其中A类满足全部物理与几何条件,为长期问题提供启示。
2023-08-07 gr-qc
Gravitational waves from rotating neutron stars
在这篇综述中,我们研究了旋转应变中子星的动力学和引力波探测能力。讨论分为两部分:三轴星和岁差星。我们总结了最近的工作,地壳应变和磁场如何可以维持三轴性,并建议与钉扎超流涡旋的马格努斯力可能有助于变形。讨论了成功探测三轴恒星的引力波后可能得出的结论,并指出了需要进一步研究的领域。最新的想法,关于自由岁差,然后概述,和Middleditch等人(2000 a,b)最近的建议,SN 1987 A的残余包含一个自由岁差的恒星,自旋下降的引力波能量损失,进行了严格的审查。我们描述了如果引力波探测器证明这个假设是正确的,我们将了解中子星。
2001-11-02 astro-ph gr-qc
Slowly Rotating Neutron Star with Holographic Multiquark Core: I-Love-Q Relations
计算了具有全息多夸克核的慢转大质量中子星NS的转动惯量($I$)、转动潮汐Love数($λ^{\rm (rot)}$)和四极矩($Q$),并与纯MQ星进行了比较.手征有效理论~(CET)刚性状态方程~(EoS)被用于中子星的壳层。无量纲多极矩$\bar{I},\barλ^{\rm (rot)}, \bar{Q}$被发现是独立的旋转参数,并完全由零阶恒星轮廓。由Yagi和Yunes [1,2]发现的普遍的“I-Love-Q”关系即使在MQ核心存在的情况下也大多被保留下来。结合$\bar{I}, \barλ^{\rm (rot)}, \bar{Q}$探讨了潮汐形变参数$\barλ^{\rm (tid)}$,验证了两种普适的I-Love-Q关系。然而,在多极图中关于中子星的人口的质量和紧凑性的独特的扭结可以揭示存在的大质量NS与MQ核心。
2021-11-01 gr-qc
Viscous Boundary Layer Damping of R-Modes in Neutron Stars
最近的工作提出了一个令人兴奋的可能性,即旋转中子星核中的r模(Rossby波)可能是强引力波源。我们估计了固体地壳对它们的粘性阻尼率的影响,并表明振荡流体和几乎静止的地壳之间的粘性边界层中的耗散率比整个内部的剪切高10^5倍以上。当核心温度低于10^10 K时,这将使引力r模不稳定性开始的最小频率增加到至少500 Hz。它消除了r-模不稳定性与毫秒射电星的吸积驱动自旋上升的冲突,并使得r-模不稳定性在吸积中子星中不太可能活跃。对于新生的中子星,在出生后不久形成的固体外壳会影响它们的引力波自旋,从而影响地基干涉引力波探测器的探测能力。
1999-11-09 astro-ph gr-qc
Torsional Oscillations of Slowly Rotating Relativistic Stars
我们研究了旋转对具有固体地壳的振荡相对论恒星的扭转模的影响。牛顿理论的早期工作提供了扭转模式的旋转修正的估计,并建议他们应该成为CFS不稳定,即使是相当低的旋转速率。在这项工作中,我们研究的背景下,广义相对论使用弹性理论和慢旋转近似的旋转效果。我们发现,牛顿的图像并没有发生很大的变化。包含相对论效应只会导致定量修正。对于不同的$m$值的模式的简并性被去除,并且具有$\ell=m$的模式向零频率移动,并且在恒星旋转频率$\sim$ 20-30 Hz处变得长期不稳定。
2007-03-06 astro-ph gr-qc
Study of stationary rigidly rotating anisotropic cylindrical fluids with new exact interior solutions of GR. 4. Radial pressure
本文研究径向各向异性压强对刚性旋转圆柱流体的引力影响,通过求解广义相对论场方程得到一类完全积分的负压强精确解,并分析其物理基础、奇点性质及与外部真空解的匹配约束。
2023-08-07 gr-qc
Shadows of black hole surrounded by anisotropic fluid in Rastall theory
由于引力透镜效应,黑洞在明亮的背景上投下比其视界更大的阴影,其形状和大小都可以计算出来。事件视界望远镜合作产生了黑洞的第一个直接图像(阴影),它与广义相对论的克尔黑洞的阴影一致。然而,不排除修正后的引力理论所产生的克尔黑洞的偏差,它们很重要,因为它们提供了一个通过天体物理观测来测试这些理论的舞台。这激发我们研究Rastall理论中被各向异性流体包围的旋转黑洞,即旋转的Rastall黑洞,其特征是质量$M$,自旋$a$,场结构参数$N_s$和Rastall参数$ψ$ .它包括,作为特殊情况,克尔($N_s \to 0$)和克尔-纽曼($s=0$和$N_s = -Q^2 $)黑洞。旋转的Rastall黑洞的特征是除了柯西视界和事件视界之外还有一个额外的类宇宙视界。我们推导出一个旋转的Rastall黑洞的阴影的解析公式,并继续可视化的黑洞的阴影的各种值的参数的观察员在一个给定的坐标($r_O, θ_O$)在域$[r_+,r_q]$。
2021-09-27 gr-qc
Slowly Rotating Anisotropic Neutron Stars in General Relativity and Scalar-Tensor Theory
一些模型(如Skyrme模型,QCD的低能有效场论)认为中子星内部的高密度物质可能是显著的各向异性。在广义相对论中,各向异性会影响非旋转中子星的整体性质。本文在广义相对论中研究了慢转恒星的各向异性效应。我们还考虑了爱因斯坦理论最流行的扩展之一,即标量张量理论允许自发标量化(类似于铁磁材料中的自发磁化的相变)。在这两种理论中,各向异性都会影响中子星的转动惯量(一个可能在脉冲双星系统中测量到的量)。我们发现,标量化的影响增加(减少)时,切向压力大于(小于)比径向压力,我们提出了一个简单的标准来确定标量场方程线性化的开始。我们的计算表明,双脉冲星观测可能会限制各向异性的程度,甚至更乐观地说,提供中子星核心各向异性的证据。
2015-06-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Black string surrounded by a static anisotropic quintessence fluid
黑弦是四维广义相对论在圆柱对称反德西特(AdS)时空中的一个解,由Lemos开创[6]。我们在反德西特时空中得到了一个精确的旋转黑弦,并分析了它的性质。由于背景精华物质,该溶液具有附加参数$N_q$,并且它还取决于精华状态参数$w_q$。我们的旋转解包含了Lemos黑弦\cite{Lemos:1994xp},它可以在没有背景物质($N_q=0$)的情况下恢复。旋转带电黑弦($w_q=1/3$)的特殊情况具有柯西视界和事件视界。我们发现,热力学量质量、温度、熵和热容由于本底的存在而得到了修正。利用反项法计算了相关守恒量,得出了满足热力学热力学第一定律的结论。字符串背景云($w_q= -1/3$)已作为特殊情况包括在内。
2019-11-25 gr-qc
Modelling magnetically formed neutron star mountains
本文计算了内部磁场洛伦兹力在中子星上产生的最大椭圆度,发现壳层边界表面电流能进一步增强磁化中子星的椭圆度,为连续引力波搜寻提供理论约束。
2024-01-01 astro-ph.HE gr-qc