Ultralight boson cloud depletion in binary systems
Ultralight boson cloud depletion in binary systems
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双星系统中的超轻玻色子云耗尽
DOI：
10.1103/physrevd.99.104039
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发表时间：
2019
影响因子：
5
通讯作者：
Rosa, João Luís
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Berti, Emanuele;Brito, Richard;Macedo, Caio F. B.;Raposo, Guilherme;Rosa, João Luís
超轻标量可以通过超辐射不稳定性从天体物理黑洞中提取旋转能量，形成宏观玻色子云。当玻色子的康普顿波长与黑洞视界的大小相当时，即“引力精细结构常数”时，这一过程是最有效的。如果黑洞/云系统是双星系统，来自伴星的潮汐扰动可以在云的能级之间产生共振跃迁，耗尽它的量取决于过渡的性质和双星的参数。以前的云损耗估算考虑了圆形轨道上的双星，并做出了近似值。在这里，我们使用黑洞微扰理论来计算不稳定速率和衰变宽度的一般值，我们表明，这导致了更大的云损耗估计时。我们还研究了偏心双星轨道。我们证明，在这种情况下，共振可以发生在轨道频率的所有谐波上，大大扩展了引力波干涉仪可以观察到云枯竭的频率范围。
Ultralight scalars can extract rotational energy from astrophysical black holes through superradiant instabilities, forming macroscopic boson clouds. This process is most efficient when the Compton wavelength of the boson is comparable to the size of the black hole horizon, i.e., when the “gravitational fine structure constant”. If the black hole/cloud system is in a binary, tidal perturbations from the companion can produce resonant transitions between the energy levels of the cloud, depleting it by an amount that depends on the nature of the transition and on the parameters of the binary. Previous cloud depletion estimates considered binaries in circular orbit and made the approximation. Here we use black hole perturbation theory to compute instability rates and decay widths for generic values of, and we show that this leads to much larger cloud depletion estimates when. We also study eccentric binary orbits. We show that in this case resonances can occur at all harmonics of the orbital frequency, significantly extending the range of frequencies where cloud depletion may be observable with gravitational wave interferometers.
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DOI：
10.3847/1538-4357/aa7a05
发表时间：
2017
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
F. Dosopoulou;S. Naoz;V. Kalogera
通讯作者：
V. Kalogera
绕中子星运行的点质量发出的引力信号：恒星结构的影响
DOI：
--
发表时间：
2001
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. A. Pons;E. Berti;L. Gualtieri;G. Miniutti;V. Ferrari
通讯作者：
V. Ferrari
影响因子：
5
作者：
S. D’Antonio;C. Palomba;P. Astone;S. Frasca;G. Intini;I. L. Rosa;P. Leaci;S. Mastrogiovanni;A. Miller;F. Muciaccia;O. Piccinni;A. Singhal
通讯作者：
S. D’Antonio;C. Palomba;P. Astone;S. Frasca;G. Intini;I. L. Rosa;P. Leaci;S. Mastrogiovanni;A. Miller;F. Muciaccia;O. Piccinni;A. Singhal
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影响因子：
3.5
作者：
E. Berti
通讯作者：
E. Berti
影响因子：
0.6
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Brinkmann, Andreas
通讯作者：
Brinkmann, Andreas