[論文レビュー] Gravitational waves from isolated neutron stars

Éric Gourgoulhon, S. Bonazzola|arXiv (Cornell University)|May 24, 1996

Pulsars and Gravitational Waves Research参考文献 1被引用数 7

ひとこと要約

本稿は、孤立した回転中性星からの連続的重力波放射を調査し、磁場によって引き起こされる歪みに注目し、既知の中性星に対する信号の振幅を推定している。理論的波形と検出可能性のオーダー推定値を提示し、初期段階の検出器ネットワークにおける非パルス的重力波信号の探索に寄与する、銀河系の中性星集団に対する予備的予測を含む。

ABSTRACT

Continuous wave gravitational radiation from isolated rotating neutron stars is discussed. The general waveform and orders of magnitude for the amplitude are presented for various known pulsars. The specific case of gravitational radiation resulting from the distortion induced by the stellar magnetic field is presented. Finally some preliminary results about the signal from the whole population of neutron stars in the Galaxy are discussed.

研究の動機と目的

• 孤立した回転中性星からの連続的重力波放射の可能性を評価すること。
• 磁場によって誘発される星体歪みが引き起こす重力波形をモデル化すること。
• 既知の中性星に対する信号振幅を推定し、初期段階の検出器での検出可能性を評価すること。
• 銀河系の中性星集団からの総合的重力波背景の予備的推定を提供すること。

提案手法

• 四極子放射形式を用いて、回転し歪みを呈する中性星からの重力波歪みの一般形を導出する。
• 磁場による歪みを受ける星体モデルを適用し、星体質量、半径、回転周波数、磁場強度に基づいた波の振幅を計算する。
• 既知の中性星の観測データを用いて、予想される波の振幅と信号対雑音比を推定する。
• 銀河系の中性星分布全体にわたる集団レベルの統合を実行し、総合的重力波背景のパワーを推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 既知の回転および磁場的性質を持つ孤立中性星からの連続的重力波放射の期待振幅はどの程度か？
• RQ2 磁場によって誘発される歪みは、非軸対称中性星における重力波放射にどのように寄与するか？
• RQ3 地上干渉計検出器（例：LIGO）を用いた場合、個々の中性星からの検出可能な信号強度はどの程度か？
• RQ4 ミルキーウェイ銀河全体の中性星集団から予想される総合的重力波背景パワーはどの程度か？

主な発見

• 既知の中性星に対する重力波振幅は、典型的な中性星パラメータのもとで10^-26から10^-25のオーダーであると推定される。
• 磁場によって誘発される歪みは、非対称性（楕円度）が約10^-6以上であれば検出可能な連続波信号を生成する可能性がある。
• 初期段階のLIGOに類似した検出器では、個々の中性星の信号対雑音比は、非対称性が顕著に増大しない限り検出閾値を下回ると予想される。
• 銀河系の中性星集団からの総合的重力波背景は弱いが、高度な検出器では測定可能である可能性があると推定される。