Generalizing the relativistic precession model of quasi-periodic oscillations through anharmonic corrections

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Hybrid Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1088/1475-7516/2026/05/026
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Abstract We critically reanalyze the relativistic precession model of quasi-periodic oscillations, exploring its natural extension beyond the standard harmonic approximation. To do so, we show that the perturbed geodesic equations must include anharmonic contributions arising from the higher-order expansion of the effective potential that cannot be neglected a priori , as commonly done in all the approaches pursued so far. More specifically, independently of the underlying spacetime geometry, we find that in the radial sector the non-negligible anharmonic correction is quadratic in the radial displacement, i.e. ∝ δr 2 , and significantly affects the radial epicyclic frequency close to the innermost stable circular orbit. Conversely, polar oscillations δθ remain approximately decoupled from radial ones, preserving their independent dynamical behavior. To show the need of anharmonic corrections, we thus carry out Monte Carlo-Markov chain analyses on eight neutron star sources of quasi-periodic oscillations. Afterwards, we first work out the outcomes of the harmonic approximation in Schwarzschild, Schwarzschild-de Sitter, and Kerr spacetimes. Subsequently, we apply the anharmonic corrections to them and use it to fit the aforementioned neutron star sources. Our findings indicate that the standard paradigm requires a systematic generalization to include the leading anharmonic corrections that appear physically necessary, although still insufficient to fully account for the observed phenomenology of quasi-periodic oscillations. Accordingly, we speculate on possible refinements of the relativistic precession model, showing the need to revise it at a fundamental level.