Fermionic Light Dark Matter particles and the New Physics of Neutron Stars
暗物质构成了目前公认的宇宙模型中的大部分物质。在中子星中,普通重子物质的极端条件,即高密度和致密性,使得这些物体适合于引力吸积这样一个大质量的组分,只要在当前的实验灵敏度水平上,亮区和暗区之间的相互作用强度。我们认为几个不同的DM现象学模型,从目前允许的无数。在这方面的贡献,我们审查天体物理方面的兴趣,在相互作用的普通物质和费米光暗物质组成部分。我们专注于内部核介质的核心和外层,即地壳,讨论一个新的黑暗部门的影响,在相关的恒星量(热)能量传输,如热导率或发射率。
2017-10-18 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Influence of the gravitational darkening effect on the spectrum of a hot, rapidly rotating neutron star. II. Iron lines
本研究针对快速旋转中子星的扁缩形态与引力暗化效应,分析其对高电离铁谱线的影响,发现引力暗化不改变谱线中心能量,但谱线特征随旋转频率和倾角显著变化,指出该效应需纳入中子星大气模型。
2024-05-14 astro-ph.HE
Constraints on the fermionic dark matter from observations of neutron stars
研究了非对称费米子暗物质对中子星性质的影响,包括潮汐变形能力、质量、半径等,给出了暗物质粒子在中子星核内形成致密结构或在其周围形成扩展晕的条件,表明致密的暗物质核导致总引力质量和潮汐变形能力比纯重子星减小,而暗物质晕的存在增加了这些可观测的量。通过对现有的天体物理和引力波的限制,LIGO/Virgo合作设置与最近的结果在银河系中的空间分布的暗物质,我们确定了一个新的上限的质量和分数的暗物质粒子内部紧凑的恒星。此外,我们还表明NS周围扩展晕的形成与GW 170817潮汐变形约束不相容。
2021-11-26 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Fermion Thermal Field Theory for a Rotating Plasma (with Applications to Neutron Stars)
University of Rome Tor Vergata(罗马托尔维加塔大学);I. N. F. N. - Rome Tor Vergata(意大利国家核物理研究所-罗马托尔维加塔分部)
本文系统研究了任意类型的费米场在一般平衡密度矩阵中的热场理论,涵盖了温度、化学势和平均角动量的任意值。该研究扩展了之前仅针对标量场的研究,涵盖所有费米-标量理论。提供了计算集合平均值的一般技术,并发展了路径积分方法来研究热格林函数(任意点数)在一般相互作用的费米-标量理论中。这些结果应用于中子星等典型物理情况,特别是费米面、费米动量、平均能量、数密度和角动量,以及粒子产生(如旋转中子星中的中微子产生)。特别地,证明了直接URCA过程(DU过程)的中微子产生率在角速度接近等离子体线性尺寸倒数时无限增长,因此旋转可以显著增加该速率。
2026-04-30 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Influence of Fermionic Dark Matter on the Structural and Tidal Properties of Neutron Stars
Aliah University(阿利亚大学)
研究理想费米气体暗物质对中子星可观测性质的影响,通过约束参数空间发现暗物质积累量必须较小以满足当前天体物理限制。
2026-07-02 astro-ph.HE gr-qc
Influence of the symmetry energy on nuclear pasta in neutron star crusts
本文研究了对称能对中子星核相和壳核相变的影响。本文采用相对论平均场方法和共存相方法研究了中子星内壳中存在的pasta相的性质。结果表明,核对称能在饱和密度下的斜率对壳核相变和帕斯塔相性质起着重要的作用。研究得到的壳核跃迁密度与对称能量斜率的相关性与其他方法得到的结果一致。
2014-05-15 astro-ph.HE nucl-th
Constraining self-interacting fermionic dark matter in admixed neutron stars using multimessenger astronomy
本文通过多信使天文观测约束混合中子星中的自相互作用费米子暗物质参数,首次结合质量、半径、潮汐形变及宇宙学截面限制,确定了允许的 $g$-$y$ 参数区域。
2023-11-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Influence of Magnetic Field Geometry in Neutron Stars Crustal Oscillations
本文研究了中子星壳中的振荡,其中磁场既有偶极分量,也有环向分量,前者从恒星内部延伸到太空,后者局限于恒星半径内。我们的研究是基于我们已经得到的恒星流体扰动的解决方案,仅限于地壳厚度。我们的结果进行了比较,在软伽玛中继信号中观察到的频率。
2019-10-02 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Probing fermionic asymmetric dark matter cores using global neutron star properties
本文利用贝叶斯方法分析中子星质量-半径数据,约束费米子非对称暗物质核心参数,发现可约束自排斥强度与粒子质量之比,但含暗物质与纯重子星不可区分。
2025-06-23 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Fermion Proca Stars: Vector Dark Matter Admixed Neutron Stars
本文研究矢量暗物质与中子星组合系统,利用爱因斯坦-Proca理论构建平衡解,发现核心解与云解对质量和半径产生相反影响,并指出违反Buchdahl极限的天体可作为中子星中暗物质的观测信号。
2024-01-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Degeneracy Enhancement of Neutron-Antineutron Oscillation in Neutron Star
本文提出简并环境中的费米子振荡会因泡利阻塞而产生方向性增强,并据此利用中子星加热对中子-反中子交叉质量项施加严格约束。
2024-08-08 astro-ph.HE hep-ph
How Do Nuclear Isomers Influence the Gamma-Ray Bursts in Binary Neutron Star Mergers?
本文研究核同质异能素退激对双中子星并合GRB瞬时光谱的影响,提出基于太阳丰度的同质异能素筛选准则并结合交互网页与天体物理模拟,识别出锆、铅、钇三种关键同质异能素。
2024-08-03 astro-ph.HE
The influence of nondipolar magnetic field and neutron star precession on braking indexes of radiopulsars
某些脉冲星的制动指数值$n = Ω\ddotΩ / \dotΩ^2 \sim \pm (10^3 ÷10^4) $异常。结果表明,这些值可能与非偶极磁场有关。中子星的进动导致角速度矢量$\vecΩ$沿中子星磁偶极矩$\vec{m}$方向以角速度$\vecΩ_{p}$旋转(在与中子星相关的参考系中)。该过程可引起通过内部间隙的电流的改变,并因此引起具有与进动周期$T_{p} = 2π/ Ω_{p}$相同的时间尺度的电流损耗。这是由于内隙中的电流由Goldreich-Julian电荷密度$ρ_{GJ} = -\frac{\vecΩ \cdot \vec{B}}{2πc}$决定的,而电荷密度$ρ_{GJ} = -\frac{\vecΩ \cdot \vec{B}}{2πc}$取决于小尺度磁场方向与角速度$\vecΩ$之间的夹角。中子星表面附近的脉冲星管是弯曲的。在目前的文件中,它被认为是唯一的内部间隙与稳定的,电子电荷限制流制度。
2010-05-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Influence of a Shock on the Nucleosynthesis Developing during the Explosion of a Low-Mass Neutron Star
本研究针对密近双星剥离形成的低质量中子星爆炸场景,分析了爆炸激波加热对核合成的影响,发现激波短期加热会显著改变内壳层r过程元素合成结果,且外壳层会生成质量数50-130的新元素。
2024-11-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Deconfinement to Quark Matter in Neutron Stars - The Influence of Strong Magnetic Fields
我们使用扩展版本的强子SU(3)非线性实现的西格玛模型,也包括夸克来研究混合星。在这种方法中,自由度随着温度/密度的增加而自然变化。测试了局部和全局电荷中性的不同规定,讨论了强磁场和反常磁矩对粒子布居的影响。
2017-07-19 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Influence of the gravitational darkening effect on the spectrum of a hot, rapidly rotating neutron star
本文讨论了引力暗化效应对快速旋转扁平中子星出射光谱的影响。模式大气程序通常计算平行平面几何条件下恒星单位表面的出射光强度和通量谱。在这里,我们更进一步,计算了一个理论光谱的小样本网格,它是在一个样本旋转的中子星的扭曲表面上积分的,这个样本是由一个遥远的观测者在不同的倾角下看到的。我们假设了两个无量纲角速度$\barΩ^2=0.30$和0.60,非旋转恒星$T_{\rm eff}=2.20\times 10^7\,$的有效温度K,球形恒星$\log(g)=14.40$表面重力的对数(cgs),以及从$i=0^\circ$到$i=90^\circ$的倾斜角,步长为$Δi=10^\circ$。我们假设大气层由氢和氦的混合物组成,并带有$M_{\rm H}=0.70$和$M_{\rm He}=0.30$。在中子星表面的每一点上,我们计算了参数($T_{\rm eff}$和$\log(g)$)的局部值的真实强度,然后将这些单色强度在整个表面上积分以获得出射光谱。本文首次计算了快速旋转中子星的理论能谱。我们的工作清楚地表明,引力暗化效应强烈影响的频谱,并应包括在现实的模型的旋转中子星的大气。
2022-01-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron star crust cooling in KS 1731-260: the influence of accretion outburst variability on the crustal temperature evolution
利用一个理论模型,我们跟踪了一个冷却的中子星地壳的热演化后的吸积诱导加热期的目标约束地壳参数。我们提出了第一次地壳冷却模型$-\text{ } NSCool\text{ } -$,考虑到详细的变化,在充分爆发的基础上观察到的光变曲线。我们将我们的模型应用于KS 1731 - 260。该源爆发了$\sim$ 12年,在此期间,它被观察到经历长(年)和短(天-周)的时间尺度的变化。我们的研究结果表明,KS 1731 - 260没有达到一个稳定的状态,由于在推导的吸积率的波动爆发。此外,长时间尺度的爆发变化温和地影响完整的地壳冷却阶段,而在爆发的最后几个月的变化强烈影响的第一个$\sim$ 40天的计算冷却曲线。我们讨论的后果估计的中子星地壳参数,并认为,详细的建模的最后阶段的爆发是关键,以限制起源的浅层热源。
2016-07-01 astro-ph.HE
Influence of Nuclear Reaction Rate Uncertainties on Neutron Star Properties Extracted From X-ray Burst Model-Observation Comparisons
I型X射线爆发可以通过模型计算和天文观测之间的比较来确定吸积中子星的性质,利用模型对天体物理条件的敏感性。然而,模型对核物理不确定性的敏感性使得以这种方式导出的约束的保真度受到质疑。使用X射线暴模型计算与代码{ \tt MESA},我们调查的影响,不确定性的核反应率以前确定为有影响力的,并比较它们的影响,在天体物理条件的变化,使用的条件,被认为是最好的再现源GS 1826-24作为基线。我们发现,反应速率的不确定性是不可能显着改变的结论吸积到中子星表面的属性为这个源。然而,我们发现,反应速率的不确定性显着阻碍了提取中子星质量半径比的可能性,通过匹配建模和观察到的光变曲线,由于反应速率的影响建模的光变曲线的形状。特别有影响的核反应率是$^{15}{\rm O}(α,γ)$和$^{23}{\rm Al}(p,γ)$,尽管其他显著影响来自$^{14}{\rm O}(α,p)$、$^{18}{\rm Ne}(α,p)$、$^{22}{\rm Mg}(α,p)$、$^{24}{\rm Mg}(α,γ)$、$^{59}{\rm Cu}(p,γ)$和$^{61}{\rm Ga}(p,γ)$。此外,我们发现,改变一些核反应率在其不确定性的影响,中子星地壳的组成和热结构,是比较显着的变化吸积条件。
2018-12-18 astro-ph.HE
The Influence of Muons, Pions, and Trapped Neutrinos on Neutron Star Mergers
本研究通过广义相对论流体动力学模拟,系统评估了缪子、π介子及被困中微子对中子星并合的影响,发现其导致并合后引力波频率偏移100-200赫兹。
2025-06-20 astro-ph.HE
Influence of neutrino-electron scattering and neutrino-pair annihilation on hypermassive neutron star
Center for Nonlinear Studies, Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室非线性研究中心);Department of Physics & Astronomy, University of New Hampshire(新罕布什尔大学物理与天文学系);Department of Physics, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校物理系);Institut für Theoretische Physik, Goethe Universität(歌德大学理论物理研究所);Department of Physics and Astronomy, KU Leuven(荷语鲁汶大学物理与天文学系);Department of Physics & Astronomy, Washington State University(华盛顿州立大学物理与天文学系)
研究中微子不弹性相互作用对超大质量中子星磁流体力学模拟的影响,发现中微子-电子散射增加盘质量和喷流物质,但电子-正电子湮灭无显著影响。
2025-01-30 astro-ph.HE
Influence of effective nucleon mass on equation of state for supernova simulations and neutron stars
本文在RMF框架下提出调整有效核子质量的TM1m参数集并构建EOS5,表明其冷中子星性质满足2 M⊙脉冲星及1.4 M⊙中子星观测约束。
2025-02-14 astro-ph.HE nucl-th
Tidal Deformability of Fermion-Boson Stars: Neutron Stars Admixed with Ultra-Light Dark Matter
本文研究混有自相互作用复标量场暗物质的中子星潮汐形变能力,自洽推导Einstein-Hilbert-Klein-Gordon系统方程,发现暗物质核心型构型使天体更致密、潮汐形变更小,云型构型则相反,并分析了自相互作用强度的影响及观测约束。
2023-09-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Influence of stellar compactness on finite-temperature effects in neutron star merger simulations
本文通过全广义相对论并合模拟,研究状态方程有限温度部分的不确定性及其与冷状态方程刚度的相互作用,发现$M^*$参数选择影响残骸热性质和引力波峰值频率(差异达190赫兹),特定参数组合可显著增强动力学喷射物。
2023-06-22 astro-ph.HE gr-qc
Examining the influence of anisotropy on the fundamental mode of nonradial oscillation in neutron stars on a complete general relativistic scheme
Universidad Privada del Norte(北方私立大学);Universidad Nacional Mayor de San Marcos(圣马尔科斯国立大学);Instituto Tecnológico de Aeronáutica(航空技术学院);Universidade Federal do Maranhão(马拉尼昂联邦大学);Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas(巴西物理研究中心);Universidade Estadual da Região Tocantina do Maranhão(马拉尼昂托坎蒂纳地区州立大学)
利用完全广义相对论的非径向振荡方程和潮汐形变方程,研究各向异性对中子星f模振荡频率和无量纲潮汐形变的影响,并探讨GW170817事件推断的无量纲潮汐形变与各向异性参数的相关性。
2026-05-25 astro-ph.HE gr-qc
Analyzing Fermionic Dark Matter scenarios with anomalous compact objects
Universidad de Alcalá(阿尔卡拉大学)
本文通过分析三个异常致密天体的可能暗物质含量,探讨其作为暗物质混合中子星的可能性,利用基于原理的正子方程状态消除模型依赖性,得出两颗天体可能由小比例费米暗物质构成,另一颗则成为双星候选。
2026-03-23 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Exploring robust correlations between fermionic dark matter model parameters and neutron star properties: A two-fluid perspective
本研究基于双流体方法和多种相对论平均场状态方程,探索了费米子暗物质模型参数与中子星性质的相关性,发现核物质EOS不确定性会削弱该相关性,但暗物质存在下C-Love关系依然成立。
2023-08-01 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Influence of Dark Matter on the Magnetized Neutron Star
本研究针对暗物质对磁化中子星的影响这一未探索方向,采用含密度相关磁场的相对论平均场模型计算物态方程,分析不同参数下的宏观性质,发现暗物质与磁场共同改变核心区域的星体性质,变化幅度与暗物质占比和磁场强度正相关。
2023-10-03 astro-ph.HE nucl-th
Constraining the mass of fermionic dark matter from its feeble interaction with hadronic matter via dark mediators in neutron stars
本研究结合10种相对论平均场模型与多组天文观测约束,通过中子星内暗介质子介导的强子-暗物质弱相互作用,将费米子暗物质质量约束在0.1-30 GeV范围。
2024-07-10 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
The influence of Strong Magnetic Field in Hyperonic Neutron Stars
中子星的物理学在历史上导致了朗道的推测。甚至在发现中子之前,他就假设可能存在比白矮星更致密的恒星,其物质密度与核密度相当。从现代的观点来看,中子星是一种紧凑的天体,由引力和费米子的简并压力之间的平衡以及由于其内部达到的高密度而产生的强大的核排斥力维持。虽然核饱和密度附近的物理学已经从唯象学中得到了很好的了解,但超致密核物质的物理学仍然是一个未解之谜。在这项工作中,我们研究密集的核物质在相对论模型,允许超子通过β平衡。超子的存在是合理的,因为中子星的成分是费米子。根据泡利原理,随着重子密度的增加,费米动量和费米能量也会增加。另一方面,这种超声波物质软化了状态方程(EoS),最近对脉冲星PSR J1614-2230的测量表明,EoS必须足够坚硬才能产生2.0 $M_{\odot}$脉冲星。我们还考虑邓肯的磁星的想法和研究的影响,强磁场上的EoS。我们看到,强磁场产生了质量非常大的中子星,这与天文观测结果一致。
2013-07-05 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Tripling Fluctuations and Peaked Sound Speed in Fermionic Matter
该研究提出三费米子团簇形成引发的三重涨落机制,并用一维三色费米子模型解释强子—夸克渡越中的非单调团簇分布与峰值声速。
2024-12-06 astro-ph.HE cond-mat.quant-gas hep-ph
Can fermion-boson stars reconcile multi-messenger observations of compact stars?
混合费米子玻色子星是耦合的Einstein-(复杂的、有质量的)Klein-Gordon-Euler系统的稳定的、无视界的、处处正则解。孤立的中子星和玻色子星是由它们的中心能量密度唯一决定的,而混合的配置符合一个扩展的参数空间,它取决于费米子和(超轻)玻色子的数量的组合。费米子玻色子星提供的更广泛的可能性有助于解释最近多信使观测和核物理实验中报道的中子星质量和半径测量的紧张局势。在这项工作中,我们构建了平衡配置的混合费米子玻色子星与现实的状态方程的费米子组件和不同百分比的玻色子物质。我们表明,我们的解决方案与多信使数据,包括引力波事件GW 170817和GW 190814和X射线天体PSR J 0030 +0451和PSR J 0740 +6620,以及PREX-2实验的核物理约束非常一致。
2021-10-27 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Possible nature of Dark Matter
{We提出了一个研究的中子星模型,包含暗物质(DM)的核心。DM被假定为具有粒子性质并且是自相互作用的。利用对中子星质量和半径的约束,我们研究了玻色子和费米子DM粒子的允许性质。我们考虑的情况下,它构成高达15%的恒星的质量,即使传统的机制不能产生这么大的分数。为此,我们考虑了三种不同的中子星模型,第一种只涉及核子,第二种包括超子,最后一种涉及核心中的奇异物质。不同的EOS构建的费米子和玻色子DM的各种情况下。这些EOS解决选定的属性的DM粒子和测试结果对质量,半径和潮汐变形的限制中子星。给出了中子星内部DM和普通物质的能量密度分布。研究发现,如果DM是费米子性质的,它不仅位于核心,而且存在于恒星的任何地方,从中心到表面外,甚至可能包围它。
2021-10-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE