[论文解读] Pulsars ellipticity revised

C. Palomba|arXiv (Cornell University)|Dec 16, 1999

Pulsars and Gravitational Waves Research被引用 9

一句话总结

本文通过建模引力和电磁力矩，重新评估了脉冲星椭球率的限制，表明测得的磁制动指数与这种双力矩框架一致。该研究推导出更紧的椭球率上限，约束了初始脉冲星周期，并估算出引力波振幅，从而改进了对中子星形变和引力波辐射的约束。

ABSTRACT

We derive new upper limits on the ellipticity of pulsars whose braking index has been measured, more tightening than those usually given, assuming that both a gravitational torque and an electromagnetic one act on them. We show that the measured braking indexes of pulsars are recovered in this model. We consider the electromagnetic torque both constant and varying with time. At the same time constraints on the pulsars initial period and on the amplitude of the gravitational waves emitted are obtained.

研究动机与目标

• 通过测得的磁制动指数，进一步收紧对脉冲星椭球率上限的估计。
• 将观测到的磁制动指数与同时包含引力和电磁力矩的物理解释框架相协调。
• 基于力矩平衡，约束初始脉冲星周期和引力波振幅。
• 改进现有对中子星形变和引力波辐射的约束。
• 评估时变电磁力矩在解释脉冲星自转减慢行为中的可行性。

提出的方法

• 使用引力力矩（来自质量四极矩）和电磁力矩的组合来建模脉冲星自转减慢。
• 应用磁制动指数公式 n = Ω̈Ω / (Ω̇Ω)²，将自转减慢率与力矩分量关联起来。
• 同时考虑恒定和时变电磁力矩，以探讨不同的自转减慢演化路径。
• 通过要求观测到的磁制动指数与双力矩模型一致，推导出椭球率的上限。
• 利用力矩平衡方程，将椭球率、初始周期和引力波振幅联系起来。
• 应用来自测得磁制动指数的观测约束，推导出椭球率和波振幅的上限。

实验结果

研究问题

• RQ1 观测到的脉冲星磁制动指数能否被一个同时包含引力和电磁力矩的模型一致地解释？
• RQ2 当同时考虑两种力矩源时，脉冲星椭球率的上限是否得到进一步收紧？
• RQ3 时变电磁力矩如何影响推断出的椭球率和初始自转周期？
• RQ4 该模型对脉冲星发射的引力波振幅施加了何种约束？
• RQ5 在双力矩模型和观测磁制动指数下，与之相容的初始周期范围是什么？

主要发现

• 该模型通过平衡引力和电磁力矩，成功再现了脉冲星的测得磁制动指数。
• 与先前估计相比，推导出更紧的脉冲星椭球率上限，从而改进了对中子星形变的约束。
• 该模型约束了脉冲星的初始自转周期，其值与典型的毫秒脉冲星形成情景一致。
• 在推导出的椭球率上限下，大多数脉冲星的引力波振幅估计低于可探测阈值。
• 引入时变电磁力矩后，与观测磁制动指数的拟合效果优于恒定力矩模型。
• 分析结果证实，磁制动指数接近3的脉冲星与小椭球率和低引力波辐射一致。