Neutron Stars In Theory: Slow Rotation Approximation
Abstract: In this paper, we study the slowly rotating neutron stars in gravity based on Hartle-Thorne formalism. We first consider the simplest matter-geometry coupled modified gravity, namely . We compute the mass, radius, moment of inertia, change in radius, and binding energy due to rotation, eccentricity, quadrupole moment, and the tidal love number. The quantities, which are of the second order in angular velocity, like change in radius and binding energy due to rotation, eccentricity, and quadrupole moment, deviate more from their corresponding general relativistic counterparts in lighter neutron stars than heavier ones. Whereas the moment of inertia, which is of the first order in angular velocity, in modified gravity, barely diverges from the general relativistic one. The Equation of state-independent I-Love-Q relation retains in this modified gravity, and it coincides with the general relativistic ones within less than one percent even for the maximum allowed coupling parameters. We also study the slowly rotating neutron star in up to first order their angular velocity. We calculate the mass, radius, and moment of inertia of neutron stars in this modified gravity. The results show that the impact of the matter-geometric coupling parameter is greater on lighter neutron stars in both of these modified gravity models.
- J. M. Lattimer and M. Prakash, Science 304, 536 (2004).
- J. M. Lattimer and B. F. Schutz, Astrophys. J. 629, 979 (2005), arXiv:astro-ph/0411470.
- J. M. Lattimer and M. Prakash, Phys. Rep. 442, 109 (2007), the Hans Bethe Centennial Volume 1906-2006.
- T. Guver and F. Ozel, Astrophys. J. Lett. 765, L1 (2013), arXiv:1301.0831 [astro-ph.HE].
- LIGO, https://www.ligo.caltech.edu.
- VIRGO, https://www.virgo-gw.eu/.
- KAGRA, https://gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/.
- B. P. Abbott et al., Phys. Rev. Lett. 119, 161101 (2017), arXiv:1710.05832 [gr-qc].
- C. M. Will, Living Rev. Rel. 9, 3 (2006), arXiv:gr-qc/0510072.
- J. B. Hartle, Astrophys. J.  150, 1005 (1967).
- J. B. Hartle and K. S. Thorne, Astrophys. J.  153, 807 (1968).
- N. R. Sibgatullin and N. M. Queen, Oscillations and Waves in Strong Gravitational and Electromagnetic Fields (Springer-Verlag, Berlin, 1991).
- T. Hinderer, Astrophys. J. 677, 1216 (2008).
- E. E. Flanagan and T. Hinderer, Phys. Rev. D 77, 021502 (2008).
- T. Binnington and E. Poisson, Phys. Rev. D 80, 084018 (2009).
- K. Yagi and N. Yunes, Phys. Rev. D 88, 023009 (2013).
- S. Nojiri and S. D. Odintsov, Phys. Rept. 505, 59 (2011), arXiv:1011.0544 [gr-qc].
- E. Berti et al., Class. Quant. Grav. 32, 243001 (2015), arXiv:1501.07274 [gr-qc].
- A. De Felice and S. Tsujikawa, Living Rev. Rel. 13, 3 (2010), arXiv:1002.4928 [gr-qc].
- T. P. Sotiriou and V. Faraoni, Rev. Mod. Phys. 82, 451 (2010), arXiv:0805.1726 [gr-qc].
- F. S. N. Lobo,  (2008), arXiv:0807.1640 [gr-qc].
- A. V. Astashenok and S. D. Odintsov, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 493, 78 (2020a), arXiv:2001.08504 [gr-qc].
- A. V. Astashenok and S. D. Odintsov, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 498, 3616 (2020b), arXiv:2008.11271 [gr-qc].
- P. S. Debnath, Int. J. Geom. Meth. Mod. Phys. 16, 1950005 (2018), arXiv:1907.02238 [gr-qc].
- S. Bhattacharjee and P. K. Sahoo, Phys. Dark Univ. 28, 100537 (2020), arXiv:2003.14211 [gr-qc].
- M. Gamonal, Phys. Dark Univ. 31, 100768 (2021), arXiv:2010.03861 [gr-qc].
- H. Shabani and A. H. Ziaie, Eur. Phys. J. C 78, 397 (2018), arXiv:1708.07874 [gr-qc].
- J. Bora and U. D. Goswami, Phys. Dark Univ. 38, 101132 (2022), arXiv:2207.12847 [gr-qc].
- P. Rej and P. Bhar, Astrophys. Space Sci. 366, 35 (2021), arXiv:2105.12572 [gr-qc].
- S. K. Maurya and F. Tello-Ortiz, Annals Phys. 414, 168070 (2020), arXiv:1906.11756 [gr-qc].
- I. H. Stairs, Living Rev. Rel. 6, 5 (2003), arXiv:astro-ph/0307536.
- K. Yagi and N. Yunes, Phys. Rept. 681, 1 (2017), arXiv:1608.02582 [gr-qc].
- G. Pappas and T. A. Apostolatos, Phys. Rev. Lett. 112, 121101 (2014).
- P. Pani and E. Berti, Phys. Rev. D 90, 024025 (2014).
- H. Boumaza, Eur. Phys. J. C 81, 448 (2021).
- M. L. Pattersons and A. Sulaksono, Eur. Phys. J. C 81, 698 (2021).
- J. M. Z. Pretel, Mod. Phys. Lett. A 37, 2250188 (2022), arXiv:2301.02881 [gr-qc].
- J. Barrientos O. and G. F. Rubilar, Phys. Rev. D 90, 028501 (2014).
- T. Regge and J. A. Wheeler, Phys. Rev. 108, 1063 (1957).
- S. D. Odintsov and V. K. Oikonomou, Phys. Rev. D 107, 104039 (2023).
- F. Douchin and P. Haensel, Astron. Astrophys. 380, 151 (2001), arXiv:astro-ph/0111092.
- H. Mueller and B. D. Serot, Nucl. Phys. A 606, 508 (1996), arXiv:nucl-th/9603037.
Paper Prompts
Sign up for free to create and run prompts on this paper.