Induced spins from scattering experiments of initially nonspinning black holes
Induced spins from scattering experiments of initially nonspinning black holes
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最初非自旋黑洞的散射实验引起的自旋
DOI：
10.1103/physrevd.100.124045
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发表时间：
2019
影响因子：
5
通讯作者：
Nguyen, Viviana
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nelson, Patrick E.;Etienne, Zachariah B.;McWilliams, Sean T.;Nguyen, Viviana
当两个受相对论推动的非自旋黑洞在散射轨迹上相互擦身而过时，我们可以预期潮汐相互作用会使每个黑洞旋转起来。我们提出了这种效应的第一次探索，出现在第四后牛顿阶，与完整的数值相对论计算。计算的基本设置包括两个自由参数：每个黑洞的初始推力和速度矢量与连接黑洞中心的直线之间的初始角度，零角度对应于正面轨迹。为了最小化测量效应，我们只在黑洞达到至少的最终分离时才测量最终自旋。固定初始升力，我们发现随着初始角度向散射/非散射极限减小，自旋上升呈非线性增长。此外，当初始推力从0增加到0时，每个黑洞观测到的最大最终无量纲自旋从0.02非线性增加到0.20。基于这些结果，我们得出结论，更大的增压可以实现更高的自旋上升，尽管实现这一目标需要改进的数值技术。
When two relativistically boosted, nonspinning black holes pass by one another on a scattering trajectory, we might expect the tidal interaction to spin up each black hole. We present the first exploration of this effect, appearing at fourth post-Newtonian order, with full numerical relativity calculations. The basic setup for the calculations involves two free parameters: the initial boost of each black hole and the initial angle between the velocity vectors and a line connecting the centers of the black holes, with zero angle corresponding to a head-on trajectory. To minimize gauge effects, we measure final spins only if the black holes reach a final separation of at least. Fixing the initial boost, we find that as the initial angle decreases toward the scattering/nonscattering limit, the spin-up grows nonlinearly. In addition, as initial boosts are increased fromto, the largest observed final dimensionless spin on each black hole increases nonlinearly from 0.02 to 0.20. Based on these results, we conclude that much higher spin-ups may be possible with larger boosts, although achieving this will require improved numerical techniques.
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