Gravitational radiation from hyperbolic encounters in the presence of dark matter

被引：12

作者：

Chowdhuri, Abhishek ^{[1
]}

Singh, Rishabh Kumar ^{[1
]}

Kangsabanik, Kaushik ^{[1
]}

Bhattacharyya, Arpan ^{[1
]}

机构：

[1] Indian Inst Technol Gandhinagar, Gandhinagar 382355, Gujarat, India

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2024年 / 109卷 / 12期

关键词：

POST-NEWTONIAN MOTION; HIGH BRAKING INDEX; DYNAMICAL FRICTION; BLACK-HOLES; BINARY-SYSTEMS; STAR-CLUSTERS; POINT MASSES; WAVES; EVOLUTION; PULSARS;

D O I：

10.1103/PhysRevD.109.124056

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

In this study, we look into binaries undergoing gravitational radiation during a hyperbolic passage. Such hyperbolic events can be a credible source of gravitational waves in future detectors. We systematically calculate fluxes of gravitational radiation from such events in the presence of dark matter with different profiles, also considering the effects of dynamical friction. We provide an estimate for the braking index and show how it evolves due to the presence of the dark matter medium. We also investigate the binary dynamics through the changes in the orbital parameters by treating the potential due to a dark matter spike and the dynamical friction effects as a perturbation term. An insight into the effects of such a medium on the binaries from the corresponding osculating elements opens up avenues to study binary dynamics for such events.

引用

页数：22

共 170 条

[1] DARWIN: towards the ultimate dark matter detector [J].

Aalbers, J. ;

Agostini, F. ;

Alfonsi, M. ;

Amaro, F. D. ;

Amsler, C. ;

Aprile, E. ;

Arazi, L. ;

Arneodo, F. ;

Barrow, P. ;

Baudis, L. ;

Benabderrahmane, M. L. ;

Berger, T. ;

Beskers, B. ;

Breskin, A. ;

Breur, P. A. ;

Brown, A. ;

Brown, E. ;

Bruenner, S. ;

Bruno, G. ;

Budnik, R. ;

Butikofer, L. ;

Calven, J. ;

Cardoso, J. M. R. ;

Cichon, D. ;

Coderre, D. ;

Colijn, A. P. ;

Conrad, J. ;

Cussonneau, J. P. ;

Decowski, M. P. ;

Diglio, S. ;

Drexlin, G. ;

Duchovni, E. ;

Erdal, E. ;

Eurin, G. ;

Ferella, A. ;

Fieguth, A. ;

Fulgione, W. ;

Rosso, A. Gallo ;

Di Gangi, P. ;

Di Giovanni, A. ;

Galloway, M. ;

Garbini, M. ;

Geis, C. ;

Glueck, F. ;

Grandi, L. ;

Greene, Z. ;

Grignon, C. ;

Hasterok, C. ;

Hannen, V. ;

Hogenbirk, E. .

JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 2016, (11)

[2] DarkSide-20k: A 20 tonne two-phase LAr TPC for direct dark matter detection at LNGS [J].

Aalseth, C. E. ;

Acerbi, F. ;

Agnes, P. ;

Albuquerque, I. F. M. ;

Alexander, T. ;

Alici, A. ;

Alton, A. K. ;

Antonioli, P. ;

Arcelli, S. ;

Ardito, R. ;

Arnquist, I. J. ;

Asner, D. M. ;

Ave, M. ;

Back, H. O. ;

Barrado Olmedo, A. I. ;

Batignani, G. ;

Bertoldo, E. ;

Bettarini, S. ;

Bisogni, M. G. ;

Bocci, V. ;

Bondar, A. ;

Bonfini, G. ;

Bonivento, W. ;

Bossa, M. ;

Bottino, B. ;

Boulay, M. ;

Bunker, R. ;

Bussino, S. ;

Buzulutskov, A. ;

Cadeddu, M. ;

Cadoni, M. ;

Caminata, A. ;

Canci, N. ;

Candela, A. ;

Cantini, C. ;

Caravati, M. ;

Cariello, M. ;

Carlini, M. ;

Carpinelli, M. ;

Castellani, A. ;

Catalanotti, S. ;

Cataudella, V. ;

Cavalcante, P. ;

Cavuoti, S. ;

Cereseto, R. ;

Chepurnov, A. ;

Cicalo, C. ;

Cifarelli, L. ;

Citterio, M. ;

Cocco, A. G. .

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL PLUS, 2018, 133 (03)

[3] Advanced LIGO [J].

Aasi, J. ;

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. ;

Abernathy, M. R. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. ;

Affeldt, C. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Alemic, A. ;

Allen, B. ;

Amariutei, D. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. ;

Areeda, J. S. ;

Ashton, G. ;

Ast, S. ;

Aston, S. M. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Aylott, B. E. ;

Babak, S. ;

Baker, P. T. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barbet, M. ;

Barclay, S. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barr, B. ;

Barsotti, L. ;

Bartlett, J. ;

Barton, M. A. ;

Bartos, I. ;

Bassiri, R. ;

Batch, J. C. ;

Baune, C. ;

Behnke, B. ;

Bell, A. S. ;

Bell, C. .

CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2015, 32 (07)

[4] Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abernathy, M. R. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Arain, M. A. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. ;

Baker, P. T. ;

Baldaccini, F. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barclay, S. E. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barone, F. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2016, 116 (06)

[5] Properties of the Binary Black Hole Merger GW150914 [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abernathy, M. R. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. ;

Baker, P. T. ;

Baldaccini, F. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barclay, S. E. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barone, F. ;

Barr, B. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2016, 116 (24)

[6] GWTC-1: A Gravitational-Wave Transient Catalog of Compact Binary Mergers Observed by LIGO and Virgo during the First and Second Observing Runs [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abraham, S. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Aloy, M. A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S., V ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arene, M. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aubin, F. ;

Aufmuth, P. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avendano, V ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Badaracco, F. ;

Bader, M. K. M. ;

Bae, S. ;

Baker, P. T. .

PHYSICAL REVIEW X, 2019, 9 (03)

[7] Gravitational Waves and Gamma-Rays from a Binary Neutron Star Merger: GW170817 and GRB 170817A [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Afrough, M. ;

Agarwal, B. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Aloy, M. A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S. V. ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atallah, D. V. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2017, 848 (02)

[8] GW170814: A Three-Detector Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Coalescence [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Afrough, M. ;

Agarwal, B. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S. V. ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atallah, D. V. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 119 (14)

[9]

Abbott BP, 2017, PHYS REV LETT, V118, DOI [10.1103/PhysRevLett.118.121102, 10.1103/PhysRevLett.118.221101]

[10]

Abbott B. P., 2020, Classical and Quantum Gravity, V37, DOI DOI 10.1088/1361-6382/AB685E

← 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 →