Gravitational waves from neutron star mergers and their relation to the nuclear equation of state

被引:182
作者
Baiotti, Luca [1 ]
机构
[1] Osaka Univ, Grad Sch Sci, Dept Earth & Space Sci, Suita, Osaka, Japan
关键词
Equations of state; Gravitational-wave observations; Neutron-star mergers; Compact stars; Relativity and gravitation; Numerical relativity; GAMMA-RAY BURSTS; DYNAMICAL MASS EJECTION; STABLE MAGNETIC-FIELDS; BAR-MODE INSTABILITY; LONG-TERM EVOLUTION; OF-STATE; COMPACT BINARIES; DENSE MATTER; R-PROCESS; STRANGE STARS;
D O I
10.1016/j.ppnp.2019.103714
中图分类号
O57 [原子核物理学、高能物理学];
学科分类号
070202 ;
摘要
In this article, I introduce ideas and techniques to extract information about the equation of state of matter at very high densities from gravitational waves emitted before, during and after the merger of binary neutron stars. I also review current work and results on the actual use of the first gravitational-wave observation of a neutron-star merger to set constraints on properties of such equation of state. In passing, I also touch on the possibility that what we observe in gravitational waves are not neutron stars, but something more exotic. In order to make this article more accessible, I also review the dynamics and gravitational-wave emission of neutron-star mergers in general, with focus on numerical simulations and on which representations of the equation of state are used for studies on binary systems. (C) 2019 Elsevier B.V. All rights reserved.
引用
收藏
页数:49
相关论文
共 665 条
[1]   Measurement of the Soft-Drop Jet Mass in pp Collisions at √s=13 TeV with the ATLAS Detector [J].
Aaboud, M. ;
Aad, G. ;
Abbott, B. ;
Abdinov, O. ;
Abeloos, B. ;
Abidi, S. H. ;
AbouZeid, O. S. ;
Abraham, N. L. ;
Abramowicz, H. ;
Abreu, H. ;
Abreu, R. ;
Abulaiti, Y. ;
Acharya, B. S. ;
Adachi, S. ;
Adamczyk, L. ;
Adelman, J. ;
Adersberger, M. ;
Adye, T. ;
Affolder, A. A. ;
Afik, Y. ;
Agheorghiesei, C. ;
Aguilar-Saavedra, J. A. ;
Ahlen, S. P. ;
Ahmadov, F. ;
Aielli, G. ;
Akatsuka, S. ;
Akerstedt, H. ;
Akesson, T. P. A. ;
Akilli, E. ;
Akimov, A., V ;
Alberghi, G. L. ;
Albert, J. ;
Albicocco, P. ;
Alconada Verzini, M. J. ;
Alderweireldt, S. C. ;
Aleksa, M. ;
Aleksandrov, I. N. ;
Alexa, C. ;
Alexander, G. ;
Alexopoulos, T. ;
Alhroob, M. ;
Ali, B. ;
Aliev, M. ;
Alimonti, G. ;
Alison, J. ;
Alkire, S. P. ;
Allbrooke, B. M. M. ;
Allen, B. W. ;
Allport, P. P. ;
Aloisio, A. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 121 (09)
[2]   Prospects for observing and localizing gravitational-wave transients with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA [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. ;
Akutsu, T. ;
Allen, B. ;
Allocca, A. ;
Altin, P. A. ;
Ananyeva, A. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Ando, M. ;
Appert, S. ;
Arai, K. ;
Araya, A. ;
Araya, M. C. ;
Areeda, J. S. ;
Arnaud, N. ;
Arun, K. G. ;
Asada, H. ;
Ascenzi, S. ;
Ashton, G. ;
Aso, Y. ;
Ast, M. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Atsuta, S. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Avila-Alvarez, A. ;
Awai, K. ;
Babak, S. ;
Bacon, P. ;
Bader, M. K. M. ;
Baiotti, L. .
LIVING REVIEWS IN RELATIVITY, 2018, 21
[3]   Search for Gravitational Waves from a Long-lived Remnant 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. ;
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. ;
Bacon, P. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2019, 875 (02)
[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]   On the Progenitor of 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. ;
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. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2017, 850 (02)
[6]   Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger [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. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2017, 848 (02)
[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]   UPPER LIMITS ON THE RATES OF BINARY NEUTRON STAR AND NEUTRON STAR-BLACK HOLE MERGERS FROM ADVANCED LIGO'S FIRST OBSERVING RUN [J].
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. D. ;
Abernathy, M. R. ;
Acernese, E. ;
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, E. ;
Barr, B. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2016, 832 (02)
[9]   Post-Newtonian spin-tidal couplings for compact binaries [J].
Abdelsalhin, Tiziano ;
Gualtieri, Leonardo ;
Pani, Paolo .
PHYSICAL REVIEW D, 2018, 98 (10)
[10]   Solving the relativistic inverse stellar problem through gravitational waves observation of binary neutron stars [J].
Abdelsalhin, Tiziano ;
Maselli, Andrea ;
Ferrari, Valeria .
PHYSICAL REVIEW D, 2018, 97 (08)