Utilisation des contraintes de l'équation d'état pour classer les fusions binaires compactes de faible masse

Les objets compacts observés par le biais des ondes gravitationnelles sont classés comme des trous noirs ou des étoiles à neutrons principalement en fonction de leur masse inférée par rapport aux attentes de l'évolution stellaire. Cependant, les attentes astrophysiques pour la plus faible plage de masse, 1.2 \, M_, sont incertaines. Si de tels objets compacts de faible masse existent, les détecteurs d'ondes gravitationnelles terrestres peuvent les observer lors de fusions binaires. Faute d'attentes astrophysiques pour classer de telles observations, nous allons au-delà de la masse et explorons le rôle des effets de marée. Nous évaluons comment l'inférence de la masse combinée et de la marée peut informer sur le fait que chaque composant binaire soit un trou noir ou une étoile à neutrons, en fonction de la cohérence avec l'équation d'état à densité supranucléaire. Les étoiles à neutrons de faible masse subissent une grande déformation par marée ; son identification observationnelle (ou son absence) peut donc aider à déterminer la nature des composants binaires. En utilisant des données simulées, nous découvrons que la présence d'une étoile à neutrons de masse sub-solaire (trou noir) peut être établie avec des cotes de 100 : 1 lorsque deux étoiles à neutrons (trous noirs) fusionnent et émettent des ondes gravitationnelles avec un rapport signal-sur-bruit de 20. Pour les mêmes systèmes, l'absence d'un trou noir (étoile à neutrons) peut être établie avec des cotes de 10 : 1. Pour les binaires mixtes étoile à neutrons-trou noir, nous pouvons établir que le système contient une étoile à neutrons avec des cotes de 5 : 1. Établir la présence d'un trou noir dans des binaires mixtes étoile à neutrons-trou noir est plus difficile, sauf dans le cas d'un trou noir de 1\, M_ avec un compagnon étoile à neutrons de 1\, M_. D'autre part, la classification de chaque composant binaire individuel souffre d'une ambiguïté d'étiquetage inhérente.