Quasi-equilibrium binary neutron stars with magnetic fields and internal structure in general relativity

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K03556
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: TANIGUCHI Keisuke 琉球大学, 理学部, 教授 (70586528)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 宇宙物理 / 一般相対論 / 中性子星 / 連星系 / 準平衡解 / 数値計算

Outline of Final Research Achievements

Binary neutron stars gradually decreases their orbital separations and eventually merge due to the emission of gravitational waves. In this research program, we have tackled a numerical study of binary neutron stars including neutron stars with internal structure in quasi-equilibrium before merger, using general relativity. First, we formulate a solution method in the case of two fluids in a neutron star. Then, we try to develop a numerical code to construct binary neutron stars in quasi-equilibrium, based on the formulation.

Free Research Field

数物系科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、日本・アメリカ・ヨーロッパでレーザー干渉計を使った重力波観測が行われている。連星中性子星が合体直前に放出する重力波を観測した場合、その波形を用いて潮汐作用による中性子星の変形度を推定し、それを元に中性子星核物質の状態方程式の情報を得ることが可能である。本研究では、合体後の質量放出等に影響を与える中性子星の構成成分を2流体にすることで、中性子星核物質の状態方程式を解明するための基礎研究に寄与した。