A computational study of neutron stars and binary neutron star systems: determination of tidal deformability and binary tidal deformability
Creators: name: Κουκόλης, Ευάγγελος Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Αστέρας νετρονίων
Διπλό σύστημα αστέρων νετρονίων
Παλιρροιακή παραμορφωσιμότητα
Neutron star
Binary neutron star system
Tidal deformability

description: The present master thesis concerns literature review and computational analysis of neutron stars and binary neutron star systems. To that end, the relevant background information is presented in the first two chapters. In the first chapter, we describe the process of star formation as well as the evolution of stars towards final states, with one of these final states being the neutron star. Then, the structure of a neutron star is discussed briefly, in order to have a better understanding of its interior and how it could be modelled. In the second chapter, we outline the dynamical behaviour of binary neutron star systems. Also, the quantities and differential equations that will be used in our analysis are introduced, together with some recent findings about tidal deformability, which is an important quantity that we will study. Lastly, in the third chapter we present the results of our computational analysis in the form of various plots. Specifically, we studied the relation of tidal deformability to mass and compactness, and the relation of binary tidal deformability to chirp mass, with and without including the crust in our simulation. Thus, we will demonstrate these plots, as well as other plots which contain quantities that were essential for determining the deformability (mass and radius, tidal Love number k2 and yR).
description: Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά βιβλιογραφική ανασκόπηση και υπολογιστική ανάλυση των αστέρων νετρονίων και των διπλών συστημάτων αστέρων νετρονίων. Γι' αυτόν τον λόγο, παρουσιάζεται το σχετικό θεωρητικό υπόβαθρο στα πρώτα δύο κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο, περιγράφουμε την διαδικασία του σχηματισμού των αστέρων καθώς και την εξέλιξη των αστέρων προς τελικές καταστάσεις, με μία από αυτές τις τελικές καταστάσεις να είναι ο αστέρας νετρονίων. Έπειτα, συζητιέται συνοπτικά η δομή ενός αστέρα νετρονίων, ώστε να έχουμε καλύτερη κατανόηση του εσωτερικού του και του πως θα μπορούσε να μοντελοποιηθεί. Στο δεύτερο κεφάλαιο, σκιαγραφούμε την δυναμική συμπεριφορά των διπλών συστημάτων αστέρων νετρονίων. Επίσης, παρουσιάζονται οι ποσότητες και οι διαφορικές εξισώσεις που θα χρησιμοποιηθούν στην ανάλυση μας, μαζί με μερικά πρόσφατα ευρήματα για την παλιρροιακή παραμορφωσιμότητα, η οποία είναι μια σημαντική ποσότητα που θα μελετήσουμε. Τέλος, στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε τα αποτελέσματα της υπολογιστικής μας ανάλυσης με την μορφή διαφόρων σχημάτων. Συγκεκριμένα, μελετήσαμε την σχέση της παλιρροιακής παραμορφωσιμότητας με την μάζα και την συμπάγεια, και την σχέση της διπλής παλιρροιακής παραμορφωσιμότητας με την τερετίζουσα μάζα (chirp mass), είτε έχοντας συμπεριλάβει την κρούστα στην προσομοίωση μας είτε όχι. Έτσι, θα επιδείξουμε αυτά τα σχήματα, καθώς και άλλα σχήματα που περιέχουν ποσότητες που ήταν σημαντικές για τον προσδιορισμό της παραμορφωσιμότητας (μάζα και ακτίνα, παλιρροιακός αριθμός του Love k2 και yR).