[論文レビュー] Pulsating relativistic stars

Kostas D. Kokkotas|ArXiv.org|Mar 15, 1996

Relativity and Gravitational Theory参考文献 4被引用数 10

ひとこと要約

本稿は中性子星における相対論的脈動、特に時空またはwモード—物質と独立した重力波振動—をレビューする。一般相対性理論の摂動理論を用いて、これらのモードが中性子星構造の主要なプローブであることを特定し、検出可能であるならば、高密度物質の状態方程式およびコンパクト天体の性質に関する知見が得られる可能性がある。

ABSTRACT

In this paper we review the recent developments in the relativistic theory of stellar pulsations with special emphasis on the spacetime or w-modes. We discuss also the excitation of these modes and the information about the neutron star that we will be able to mine from their detection. The paper will appear in the Proceedings of the Les Houches School on Astrophysical Sources of Gravitational Radiation, 1995, edited by J.-A. Marck and J.-P. Lasota to be published by Springer-Verlag.

研究の動機と目的

• 相対論的星の脈動理論における最近の進展、特にwモードについてのレビューを行う。
• 中性子星におけるwモードの励起機構を調査する。
• wモードの検出可能性が中性子星内部構造および状態方程式を制約する可能性を評価する。
• コンパクト星天体からの重力波シグナルを解釈する理論的基盤を提供する。

提案手法

• 中性子星内の星の振動をモデル化するため、一般相対性理論の摂動理論の応用。
• 流体力学と結合しない純粋な時空振動としてのwモードの特定および分析。
• 数値シミュレーションを用いてモードの励起および重力波放射プロファイルの研究。
• 一般相対性理論の文脈におけるモード周波数および減衰時間の分析。
• 従来の流体モード（pモード、gモード）とwモードの行動の比較。
• 結果を重力波天文学およびコンパクト天体物理学の広範な枠組みに統合する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 相対論的星におけるwモードの性質は何か？ そして、流体モードとはどのように異なるか？
• RQ2 コア崩壊や二重星合体などの星の過程でwモードはどのように励起されるか？
• RQ3 wモードの重力波の検出から、中性子星物質に関するどのような情報を得られるか？
• RQ4 wモードの周波数および減衰時間は、星のコンパクト性および状態方程式にどのように依存するか？
• RQ5 現在および将来の重力波検出器でwモードは検出可能か？

主な発見

• wモードは、流体運動とは分離された純粋な重力的時空振動であり、一般相対性理論に存在する。
• これらのモードは通常短命で、高い周波数を示し、従来の星の脈動モードとは明確に異なる。
• コア崩壊や中性子星合体などの激しい天体物理学的出来事の間、wモードの励起が可能である。
• wモードの検出は、高密度核物質の状態方程式に関する直接的な情報を提供できる可能性がある。
• 数値シミュレーションの結果、wモードの振幅は小さいが、先進的な重力波検出器では検出可能である可能性がある。
• モード構造および減衰時間は、中性子星のコンパクト性および内部構造に敏感であり、その組成を調べるためのプローブとなる。