급속 회전 중성자별의 r-모드 비선형 진화, 일반상대론 시뮬레이션으로 계산

회전하는 중성자별의 r-모드는 연속 중력파의 유력한 발생원으로, 연구진은 자전 주파수 약 792Hz인 급속 회전 중성자별에서 l=|m|=2 r-모드의 비선형 진화를 일반상대론적으로 시뮬레이션했다. 초기 진폭 α₀=0.2에서 r-모드 주파수는 1014Hz로 측정됐고, 무차원 주파수 κ≈0.7197은 선형 섭동 이론 추정치와 1.7% 이내로 일치했다. r-모드 주파수는 진폭에 따라 2차적으로 증가하며, α₀를 0.2~1.2 범위로 바꾸면 κ는 3.4% 감소했다. 뉴먼-펜로즈 스칼라로 계산한 중력파 변형률은 α₀=0.2, 거리 10kpc에서 약 9.7×10⁻²²로, 아인슈타인의 사중극자 공식과 35% 이내로 일치했다. 연구진은 차등 회전, 진폭 감쇠, 시공간 진동에서 나타나는 비선형 모드 결합의 징후 등도 함께 보고했다.