Resumen - Efectos de marea en ondas gravitacionales y escalar y flujos a un orden post-Newtoniano en teorías tensor-scalar masivas

Efectos de marea en ondas gravitacionales y escalar y flujos a un orden post-Newtoniano en teorías tensor-scalar masivas

2025-07-10 11:57:15

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Este trabajo de investigación de Eve Dones y Laura Bernard investiga los efectos de las deformaciones tidales en las estrellas de neutrones en sistemas binarios en el marco de las teorías escalar-tensor (ST) de la gravedad. Estas deformaciones son causadas tanto por la estrella compañera como por el campo escalar presente en estas teorías, y están estrechamente relacionadas con la estructura interna y la composición de la estrella. Los autores utilizan el formalismo multipolar-post-Minkowskiano (PN-MPM) post-Newtoniano, que es un enfoque perturbativo basado en expansiones de velocidades pequeñas y campos gravitacionales débiles, para calcular las correcciones tidales a los flujos de energía gravitacional y escalar y la fase de la onda. Se centran en el primer orden post-Newtoniano (PN) más allá de la radiación cuadrupolar estándar en la relatividad general, lo que corresponde al orden 2PN más allá de la contribución tidal dipolar de orden superior. Tres tipos independientes de deformabilidad tidal —escalares, tensoriales y mezcladas escalar-tensoriales— contribuyen a la señal en esta precisión. Además, los autores derivan los modos de amplitud de la onda gravitacional y escalar, incluyendo los modos memoria, con la misma precisión. El trabajo se organiza en varias secciones, comenzando con una introducción al contexto de la astronomía de ondas gravitacionales y la modelización de las ondas gravitacionales en teorías alternativas de la gravedad. Los autores luego resumen las partes de gravedad y materia de la acción utilizada para describir los efectos tidales dentro de las teorías ST y las ecuaciones de campo resultantes. Especializan la dinámica conservativa derivada en un trabajo anterior al caso de órbitas circulares y presentan cómo se utiliza el formalismo PN-MPM para calcular los flujos de energía totales y las formas de onda. El artículo también incluye las computaciones intermedias detalladas necesarias para derivar estas cantidades y proporciona las expresiones finales para los flujos y la fase, así como los modos de amplitud de la onda gravitacional y escalar en la forma expandida de orden PN estándar. Los autores subrayan la importancia de considerar los efectos tidales escalar al interpretar los datos de ondas gravitacionales y al diseñar pruebas de la gravedad con detectores de ondas gravitacionales, como LISA y el Telescopio Einstein. Ellas alientan que la investigación futura extienda este trabajo a objetos giratorios y que considere tides dinámicas y escalarización.