Signatures of hadron-quark mixed phase in gravitational waves

重力波に現れるハドロン-クォークの混合相のサイン

祖谷 元*; 安武 伸俊*; 丸山 敏毅  ; 巽 敏隆*

Sotani, Hajime*; Yasutake, Nobutoshi*; Maruyama, Toshiki; Tatsumi, Toshitaka*

非一様構造を持つハドロン-クォークの混合相を含む高密度天体の振動を解析し、天体が混合相を含むか否かを重力波の基本モードを観測することで区別できることを見いだした。さらに、重力波の圧力モード固有振動数が、天体の質量と物質の状態方程式に大きく依存することがわかった。特に、太陽質量の1.4倍の標準的な質量を持つ中性子星の場合、半径はクォーク物質の状態方程式にほとんどよらないのに、圧力モードの振動数は状態方程式に大きく依存する。これにより、重力波の観測によって物質の状態方程式に制限を与えることができるかもしれない。

We calculate stellar oscillations including the hadron-quark mixed phase considering the finite size effects. We find that it is possible to distinguish whether the mixed phase exists or not in stars, even if one will observe the gravitational waves of the fundamental mode. Additionally, the normalized eigenfrequencies of pressure modes depend strongly on the stellar mass and on the adopted equation of state. Especially, in spite of the fact that the radius of the neutron star with 1.4 times the solar mass, which is standard mass, is almost independent from the equation of state with quark matter, the frequencies of pressure modes depend on the adopted equation of state. Thus, via observing the many kinds of gravitational waves, it will be possible to make a restriction on the equation of state.