Black hole-neutron star mergers in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet gravity

被引：4

作者：

Corman, Maxence ^{[1
]}

East, William E. ^{[2
]}

机构：

[1] Albert Einstein Inst, Max Planck Inst Grav Phys, D-14476 Potsdam, Germany

[2] Perimeter Inst Theoret Phys, Waterloo, ON N2L 2Y5, Canada

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2024年 / 110卷 / 08期

基金：

加拿大自然科学与工程研究理事会; 美国国家科学基金会;

关键词：

GRAVITATIONAL-WAVES; GENERAL-RELATIVITY; TESTS; MASS;

D O I：

10.1103/PhysRevD.110.084065

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

Gravitational wave observations of black hole-neutron star binaries, particularly those where the black hole has a lower mass compared to other observed systems, have the potential to place strong constraints on modifications to general relativity that arise at small curvature length scales. Here we study the dynamics of black hole-neutron star mergers in shift-symmetric Einstein-scalar-Gauss-Bonnet gravity, a representative example of such a theory, by numerically evolving the full equations of motion. We consider quasi-circular binaries with different mass-ratios that are consistent with recent gravitational wave observations, including cases with and without tidal disruption of the star, and quantify the impact of varying the coupling controlling deviations from general relativity on the gravitational wave signal and scalar radiation. We find that the main effect on the late inspiral is the accelerated frequency evolution compared to general relativity, and that-even considering Gauss-Bonnet coupling values approaching those where the theory breaks down-the impact on the merger gravitational wave signal is mild, predominately manifesting as a small change in the amplitude of the ringdown. We compare our results to current post-Newtonian calculations and find consistency throughout the inspiral.

引用

页数：17

共 133 条

[1] 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)

[2] 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)

[3] Tests of General Relativity with GW170817 [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. ;

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. ;

Arene, M. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atallah, D., V ;

Aubin, F. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2019, 123 (01)

[4] Properties of the Binary Neutron Star Merger GW170817 [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. ;

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. ;

Arene, M. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atallah, D., V ;

Aubin, F. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. .

PHYSICAL REVIEW X, 2019, 9 (01)

[5] 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)

[6] Exploring the sensitivity of next generation gravitational wave detectors [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abernathy, M. R. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Altin, P. A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arun, K. G. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Baker, P. T. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barclay, S. E. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barr, B. ;

Barsotti, L. ;

Bartlett, J. ;

Bartos, I. ;

Bassiri, R. ;

Batch, J. C. ;

Baune, C. ;

Bell, A. S. ;

Berger, B. K. ;

Bergmann, G. ;

Berry, C. P. L. ;

Betzwieser, J. ;

Bhagwat, S. ;

Bhandare, R. ;

Bilenko, I. A. .

CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2017, 34 (04)

[7] Binary Black Hole Mergers in the First Advanced LIGO Observing Run [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 X, 2016, 6 (04)

[8]

Abbott BP, 2016, LIVING REV RELATIV, V19, DOI [10.1007/lrr-2016-1, 10.1007/s41114-018-0012-9]

[9]

Abbott B. P., 2019, PHYSICAL REVIEW D, V100, DOI DOI 10.1103/PHYSREVD.100.104036

[10] GWTC-3: Compact Binary Coalescences Observed by LIGO and Virgo during the Second Part of the Third Observing Run [J].

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adhikari, N. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agarwal, D. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Akcay, S. ;

Akutsu, T. ;

Albanesi, S. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Anand, C. ;

Anand, S. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Ando, M. ;

Andrade, T. ;

Andres, N. ;

Andric, T. ;

Angelova, S., V ;

Ansoldi, S. ;

Antelis, J. M. ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, Koji ;

Arai, Koya ;

Arai, Y. ;

Araki, S. ;

Araya, A. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arene, M. ;

Aritomi, N. ;

Arnaud, N. ;

Arogeti, M. ;

Aronson, S. M. ;

Arun, K. G. .

PHYSICAL REVIEW X, 2023, 13 (04)

← 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 →