Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > gr-qc > arXiv:2211.07002

帮助 | 高级搜索

广义相对论与量子宇宙学

arXiv:2211.07002 (gr-qc)
[提交于 2022年11月13日 (v1) ,最后修订 2023年1月6日 (此版本, v2)]

标题: 超越线性潮汐:中子星非线性潮汐响应对双星旋近引力波形的影响

标题: Beyond the linear tide: impact of the non-linear tidal response of neutron stars on gravitational waveforms from binary inspirals

Authors:Hang Yu, Nevin N. Weinberg, Phil Arras, James Kwon, Tejaswi Venumadhav
摘要: 潮汐相互作用在合并的双中子星中会改变 inspiral 的动力学,因此会在引力波(GW)信号中留下额外相位偏移的特征。 为了从观测中约束超核物质状态方程,我们需要准确的潮汐相位偏移模型。 在以前的研究中,通常通过将潮汐视为对扰动潮汐场的线性响应来构建 GW 波形模型。 在这项工作中,我们引入了由于流体动力学三模和四模相互作用产生的非线性修正,并展示了它们如何提高波形模型的准确性和解释力。 我们建立了轨道和模式的耦合微分方程并数值求解,同时解析推导了系统平衡配置的解。 我们的解析解在合并前与数值解吻合良好,仅涉及代数关系,使得在大参数空间内对不同状态方程进行快速相位偏移和波形评估成为可能。 我们发现,在牛顿阶,非线性流体效应可以在 1000 Hz 的 GW 频率下使潮汐相位偏移增强$\gtrsim 1\,{\rm radian}$,对应于线性理论的一个$10-20\%$修正。 接近合并时额外相位偏移的尺度与仅考虑线性潮汐的理论预测和数值相对论之间的差异一致。 因此,当解释数值相对论的结果以及为当前和未来的 GW 探测器构建波形模型时,非线性流体效应非常重要。
摘要: Tidal interactions in coalescing binary neutron stars modify the dynamics of the inspiral and hence imprint a signature on their gravitational wave (GW) signals in the form of an extra phase shift. We need accurate models for the tidal phase shift in order to constrain the supranuclear equation of state from observations. In previous studies, GW waveform models were typically constructed by treating the tide as a linear response to a perturbing tidal field. In this work, we incorporate non-linear corrections due to hydrodynamic three- and four-mode interactions and show how they can improve the accuracy and explanatory power of waveform models. We set up and numerically solve the coupled differential equations for the orbit and the modes and analytically derive solutions of the system's equilibrium configuration. Our analytical solutions agree well with the numerical ones up to the merger and involve only algebraic relations, allowing for fast phase shift and waveform evaluations for different equations of state over a large parameter space. We find that, at Newtonian order, non-linear fluid effects can enhance the tidal phase shift by $\gtrsim 1\,{\rm radian}$ at a GW frequency of 1000 Hz, corresponding to a $10-20\%$ correction to the linear theory. The scale of the additional phase shift near the merger is consistent with the difference between numerical relativity and theoretical predictions that account only for the linear tide. Non-linear fluid effects are thus important when interpreting the results of numerical relativity and in the construction of waveform models for current and future GW detectors.
评论: 20页,9张图。已接受发表于MNRAS
主题: 广义相对论与量子宇宙学 (gr-qc) ; 高能天体物理现象 (astro-ph.HE)
引用方式: arXiv:2211.07002 [gr-qc]
  (或者 arXiv:2211.07002v2 [gr-qc] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2211.07002
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
相关 DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac3614
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Hang Yu [查看电子邮件]
[v1] 星期日, 2022 年 11 月 13 日 19:43:44 UTC (2,288 KB)
[v2] 星期五, 2023 年 1 月 6 日 23:10:39 UTC (2,569 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
astro-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2022-11
切换浏览方式为:
astro-ph.HE
gr-qc

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号