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Accès ouvert déclaré 2025 article

Nonradial oscillations of stratified neutron stars with solid crusts: Mode characterization and tidal resonances in coalescing binaries

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Rattachement africain : de, cn, us, jp. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Dynamical tides of neutron stars in the late stages of binary inspirals provide a viable probe into dense matter through gravitational waves and potentially trigger electromagnetic precursors. We model the tidal response as a set of driven harmonic oscillators, where the natural frequencies are given by the quasinormal modes of a nonrotating neutron star. These modes are calculated in general relativity by applying linear perturbation theory to stellar models that include a solid crust and compositional stratification. For the mode spectrum, we find that the canonical interface mode associated with crust-core boundary vanishes in stratified neutron stars and is replaced by compositional gravity modes with mixed gravity-interfacial character, driven primarily by strong buoyancy in the outer core. We also find that fluid modes such as the core gravity mode and the fundamental mode can penetrate the crust, and we establish a criterion for such penetration. Regarding the tidal interaction, we find that transfer of binding energy to oscillations is dominated by the fundamental mode despite its frequency being too high to resonate with the tidal forcing. In general, we find that lower-frequency modes induce gravitational-wave phase shifts smaller than ∼ 10 − 3 rad for the equation of state we consider. We discover that nonresonant fundamental and crustal shear modes can trigger crust breaking already near the first gravity-mode resonance, while gravity-mode resonance concentrates strain at the base of the crust and may marginally crack it. These results suggest that both resonant and nonresonant excitations can overstress the crust and may channel energy into the magnetosphere prior to merger, potentially powering electromagnetic precursors. Our work represents an important step toward realistic modeling of dynamical tides of neutron stars in multimessenger observations.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Nonradial oscillations of stratified neutron stars with solid crusts: Mode characterization and tidal resonances in coalescing binaries
Date Crossref
03/12/2025
Éditeur
American Physical Society (APS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Max Planck Institute for Gravitational Physics pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Yangzhou University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Illinois Urbana-Champaign pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Kyoto University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Max Planck Institute for Gravitational Physics, Yangzhou University et University of Illinois Urbana-Champaign, avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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