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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.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
연구진은 강입자 물질과 쿼크 물질이 섞인 혼합상을 가진 두 층 구조의 하이브리드 별을 모델링하고, 저질량 X선 쌍성(LMXB) 타이밍 관측과 NICER 미션의 질량-반지름 제약을 결합한 베이지안 추론으로 r-모드 감쇠에 관여하는 전단 점성과 부피 점성의 소산 시간 규모를 추정했다. 그 결과 전단 점성 시간 규모는 $\tau_s=(4.99^{+0.49}_{-0.52})\times10^8 T^{5/3}$초, 부피 점성 시간 규모는 $\tau_B=(2.150^{+1.23}_{-0.60})\times10^{19}$초 규모로 얻어졌다. 이 값을 적용하면 별의 최소 회전 진동수는 질량 1.5 태양질량일 때 온도 0.259MeV에서 451.87Hz, 1.75 태양질량일 때 0.234MeV에서 517.47Hz로 나타났다. 저자들은 이렇게 도출한 불안정성 창이 XTE J0929-314, XTE J1807-294, J0437-4715, J2124-3358 등 전파 및 LMXB 밀리초 펄서에서 관측된 안정성을 설명한다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)