Extreme Astrophysics with Neutron Stars
Dong Lai, Marten van Kerkwijk, Jon Arons, Andrei Beloborodov, Edward Brown, James Cordes, Alice Harding, Vicky Kaspi, Shri Kulkarni, Duncan Lorimer, Maura Mclaughlin, Roger Romani, Anatoly Spitkovsky, Tod Strohmayer
本文重点介绍了中子星天体物理学几个领域的最新理论和观测进展，并讨论了未来十年的发展前景。
We highlight recent theoretical and observational progress in several areas of neutron star astrophysics, and discuss the prospect for advances in the next decade.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Fast Pulsars, Neutron Stars, and Astrophysical Strange Quark Matter Objects
本章系统综述中子星与奇异夸克物质天体，涵盖脉冲星周期突变、潮汐形变、状态方程及旋转中子星理论，并探讨夸克星与奇异矮星，以推动致密物质物理和天体物理观测研究。
Neutron diffusion in magnetars as a source of astrophysical bursts
中子星壳层中的中子隧穿可以在短时间内释放出巨大的能量。我们已经阐明了当振荡或激变事件改变地壳环境密度时，发生在中子星外壳区域的这一过程的各个方面。我们报告了一个与时间相关的Hartree-Fock-Bogoliubov模型来确定中子扩散速率，并得出结论，在10^40 - 10^44 erg范围内的大量能量可以迅速释放。我们认为，这种机制可能是迄今未知的现象，如快速射电暴（FRBS）的来源。
Characterizing Astrophysical Binary Neutron Stars with Gravitational Waves
合并的双中子星被认为主要是通过孤立的双演化形成的。在这个标准的形成场景中，第一个出生的中子星经历了一个再循环过程，并且可能在最后的螺旋中快速旋转，而第二个出生的恒星预计在合并时实际上是零自旋。基于这一特点，我们提出了一个新的框架，从他们的引力波发射观测的天体物理特征的中子星。我们进一步提出了一个先验的回收中子星，形状参数为2和尺度参数为0.012的伽玛分布的无量纲自旋，外推从银河系双中子星的射电脉冲星观测。解释GW170817和GW190425的背景下，标准的形成方案，并采用伽玛分布先验，我们发现积极的支持（贝叶斯因子为6，在非自旋假设）旋转回收中子星GW190425，而自旋的回收中子星GW170817是小的，与我们的先验一致。我们测量了GW170817和GW190425中回收（慢）中子星的质量分别为$1.34_{-0.09}^{+0.12}$ $(1.38_{-0.11}^{+0.11})$ $M_{\odot}$和$1.64_{-0.11}^{+0.13}$ $(1.66_{-0.12}^{+0.12})$ $M_{\odot}$，具有$68\%$的可信度。我们讨论了这两个事件的天体物理起源的影响，并概述了未来的前景，研究二元中子星使用我们的框架。
Pulsar glitches and their impact on neutron-star astrophysics
第一个已知的脉冲星故障是在1969年3月在帕克斯和戈德斯通的船帆座脉冲星中发现的。从那时起，已知的故障数量急剧增加，现在在180多个卫星上已知的故障超过520个。详细的故障参数和故障后恢复的描述和中子星的物理的一些影响进行了讨论。
Astrophysical Measurement of the Equation of State of Neutron Star Matter
我们提出的第一个天体物理测量的压力以上的冷物质核饱和密度，最近确定的质量和半径的三个中子星的基础上。在更高密度下的压力低于只考虑核子自由度的状态方程的预测，因此对中子星物质的微观理论提出了挑战。
Constraints on Nuclear Saturation Properties from Terrestrial Experiments and Astrophysical Observations of Neutron Stars
考虑到地球实验和最近的天体物理观测的中子星和引力波信号，我们施加的状态方程（EoS）的同位旋非对称核物质的限制。利用具有SU（3）味对称性的相对论平均场模型，研究了核子有效质量、核不可压缩性和核对称能斜率参数对核和中子星性质的影响.研究发现，大质量中子星的天体物理信息、潮汐形变以及核实验数据对制约中子星的EoS起着重要作用。特别是由于核中超子的存在，使得核的EoS变软，从而对这些物理量产生了严格的限制。此外，通过核物理和天体物理的计算，有可能对核对称能的曲率参数加以限制。
Reconstructing the Neutron-Star Equation of State from Astrophysical Measurements
在超高密度、低温和质子与中子之间显著不对称的情况下，物质的性质只能通过对中子星的天体物理观测来研究。我们表明，测量的质量和半径的中子星可以导致严格的约束压力的物质在三个基准密度，从1.85到7.4倍的核饱和密度，在很大程度上是模型无关的方式，并捕捉状态方程的关键特征。我们证明，至少三个中子星的10%的不确定性的观测可以导致在这些基准密度的压力测量精度为0.11 dex或~ 30%。三颗中子星的观测结果具有5%的不确定性，足以在优于3-sigma的置信水平上区分当前提出的状态方程。在电磁波谱中，在热核闪光期间和在国际X射线天文台（IXO）等未来任务的静止期，对弱磁性中子星进行这种精确测量将成为可能。
Astrophysics: Extreme emission seen from $γ$-ray bursts
宇宙爆炸称为$γ$射线爆发是宇宙中能量最高的爆发事件。对两个$γ$射线爆发的极高能量发射的观测为研究这些巨大的爆炸提供了一种新的方法。
On the astrophysical robustness of neutron star merger r-process
在这项研究中，我们探讨了核合成的动态喷出物的紧凑的二元合并。我们特别感兴趣的问题如何敏感的丰度模式是合并系统的参数。因此，我们系统地调查组合的中子星的质量范围从1.0到2.0 \Msun和完整性，我们比较的结果与两个模拟的中子星黑洞合并。喷出物的质量变化的一个因素的5所研究的系统，但所有的金额（合并率的不确定性内）是兼容的宇宙r-过程的主要来源。喷出物经历了一个强大的r-过程核合成，产生了所有的元素，从第二个到第三个高峰，在接近太阳的比例。最引人注目的是，这个r-过程是非常强大的，所有23个研究的二元系统产生几乎相同的丰度模式。这主要是由于喷出物是非常丰富的中子（\ye $\approx0.04$）和r-过程路径沿着中子滴线蜿蜒，使丰度完全由核，而不是由天体物理性质决定。这种鲁棒性加上容易与第二和第三个峰值再现紧凑的二进制合并的主要候选人的来源所观察到的独特的重r-过程组件。
Probing the fission properties of neutron-rich actinides with the astrophysical $r$ process
我们回顾了最近的工作，研究裂变对天体物理环境中可能发生的快速中子捕获（$r$ -过程）核合成的影响。我们简要地讨论了不确定的裂变势垒和裂变率的重锕系物种的人口的影响。我们证明了丰中子核的裂变碎片分布的影响，并讨论目前可用的治疗，包括最近的宏观-微观计算。我们的结论是通过比较我们的核合成结果直接与恒星数据的金属贫恒星丰富的$r$ -过程元素考虑裂变是否发挥了作用，在所谓的“普遍性”的$r$ -过程丰度从恒星到恒星观察。
Neutron Stars: Laboratories for fundamental physics under extreme astrophysical conditions
我们讨论了不同的外来相和成分的物质从地壳到核心的中子星的基础上的理论模型的状态方程相关的核心崩溃超新星模拟和中子星合并。模型的参数由实验室实验确定。我们发现，含有奇异自由度的超子和玻色-爱因斯坦凝聚体的物态方程与2 M $_{solar}$中子星是相容的.以SN 1987 A为背景，探讨超子在质子中子星演化和稳定性中的作用。计算了转动惯量、质量和半径等直接探测中子星内部的参数，并讨论了它们的观测结果。我们继续研究了强磁场下的致密物质及其在中子星磁弹性振荡中的应用。
The interplay of astrophysics and nuclear physics in determining the properties of neutron stars
本研究联合电磁和引力波观测推断中子星状态方程及两个族群性质，确认质量分布差异，并发现观测最大质量与核物理上限一致，半径约束更紧。
Isolated neutron stars and studies of their interiors
在2011年贝加尔湖暑期学校关于基本粒子物理学和天体物理学的讲座中，我提出了中子星天体物理学的广泛观点，特别关注年轻的孤立致密物体和使用天文学方法研究中子星内部的性质。
Conditional variational autoencoder inference of neutron star equation of state from astrophysical observations
提出基于条件变分自编码器的中子星状态方程推断框架，可从质量-半径观测中即时重建致密物质压力等物理量，性能稳健。
Fundamental Physics and Relativistic Laboratory Astrophysics with Extreme Power Lasers
讨论了极端相对论激光与物质相互作用在实验室天体物理中的应用前景。为了研究天体物理致密天体和早期宇宙，提出了超高能量密度下激光驱动的物质动力学过程模拟。
Compact binary mergers: an astrophysical perspective
本文综述了双中子星和中子星黑洞双星的研究现状。它主要解决（核）天体物理学方面的紧凑的二元合并，从而补充了最近的评论，强调了数值相对论的观点。特别讨论了富中子物质释放到宿主星系的不同途径、致密双星合并与短伽马射线暴之间的联系以及伴随的电磁信号。
Nuclear-Physics Multi-Messenger Astrophysics Constraints on the Neutron-Star Equation of State: Adding NICER's PSR J0740+6620 Measurement
在过去的几年里，对中子星和中子星合并的新观测提供了丰富的数据，使人们能够将核物质的状态方程限制在核饱和密度以上。然而，大多数观测都是基于质量约为1.4太阳质量的中子星，探测密度高达$\sim$核饱和密度的3-4倍。甚至更高的密度在大质量中子星（如PSR J 0740 +6620）内部被探测到。最近，新的射电观测更新了PSR J 0740 +6620的质量估计，NICER和XMM望远镜的X射线观测限制了它的半径。基于这些新的测量，我们重新审视我们以前的核物理学多信使天体物理学约束，并获得更新的约束状态方程描述的中子星内部。通过结合两个射电望远镜的天体物理观测、两个NICER测量、两个引力波探测GW 170817和GW 190425、千诺瓦AT 2017 gfo的详细模型以及伽马射线暴GRB 170817 A，我们能够在$90\%$置信度下估计一个典型的1.4太阳质量中子星的半径为$11.94^{+0.76}_{-0.87} \rm{km}$。我们的分析使我们能够重新审视中子星的最大质量的上限，并不赞成存在一个强大的一阶相变从核物质到奇异形式的物质，如夸克物质，中子星内。
Phenomenological quark-hadron equations of state with first-order phase transitions for astrophysical applications
本文提出了一个适用于天体物理的具有一级相变的状态方程模型。该模型基于夸克-强子相变的两相方法，通过构造导致一级相变。由此产生的模型已经成功地用于几个天体物理学的应用，如冷中子星，核心坍缩超新星爆炸和双中子星合并。这项工作的主要目标是介绍模型的细节，讨论某些功能，并最终以表格形式发布以供进一步使用。
Astrophysical Neutrinos and Flavor Evolution With Self Interaction
在核心坍缩的超新星中，由原中子星发射的中微子的集体振荡显著地改变了不同味道之间的能量分配，这对外层重元素的核合成可能是重要的。由于集体振荡的结果非线性地依赖于所选择的原始中子星的初始条件，因此在原始中子星模型空间中对集体振荡的系统研究可能会回答一些关键问题。
Astrophysical Constraints on Hadron--Quark Crossover in Hybrid Neutron Stars
本研究通过检验多种强子模型构建混合中子星态方程，经多类约束及贝叶斯推断后，发现仅eLSM+GMSR(BSK16)构造与观测一致，支持强子-夸克交叉发生于高重子密度，不支持纯夸克核心，且认为GW190817次天体不大可能是中子星。
Unified description of astrophysical properties of neutron stars independent of the equation of state
近年来，人们做了大量的工作，揭示了中子星的一些非常有趣的性质。人们可以把中子星的前几个多极矩，或者可以从它们导出的量，与状态方程（EoS）无关的关系联系起来。这是一个非常重要的结果，对描述中子星，特别是对描述它们周围的时空有很大的意义。此外，最近的研究表明，存在一个四参数的解析时空，称为双孤子时空，它可以精确地捕捉到中子星周围的几何性质。这使得我们有可能用一种统一的形式来描述中子星周围时空的天体物理相关性质，而不依赖于恒星物质的EoS细节。更准确地说，这些天体物理性质的描述是使用一个可以描述任何中子星外部的EoS无所不知的时空来完成的。在目前的工作中，我们研究的性质，如最内层的稳定圆轨道$R_{ISCO}$的位置（或当后者克服前者时的恒星表面），扰动圆形赤道测地线的各种频率，吸积盘的效率，其温度分布，以及与盘发射辐射相关的其他特性，在某种程度上，适用于中子星现实地球轨道的所有可能选择。此外，我们提供的原则证明，如果一个是测量这些属性对的正确组合，与额外的知识的中子星的质量，可以确定恒星的EoS。
Astrophysical bounds on mirror dark matter derived from binary pulsars timing data
镜像暗物质（MDM）被认为是暗物质（DM）粒子理论的一个框架。人们认为存在一个暗区，它是普通物质的镜子。一些MDM模型允许粒子相互作用镜像和普通物质，除了引力相互作用。最近从理论和实验两个方面讨论了中子到镜中子跃迁的可能性。本文是在前人工作的基础上，利用双星的计时数据，得到了中子星内部中子转化为镜像中子的可能性的严格上限。这样的转变意味着中子星的质量损失，导致中子星双星系统的轨道周期发生显著变化。因此，这种双星的周期变化的观测界限，把上述过渡率，从而对中子-镜像中子混合参数$ε'$的强烈限制。我们的极限比通过$n-n'$混合解释中子衰变异常所需的值强得多。
Extreme Plasma Astrophysics
这是提交给Astro-2020和Plasma-2020十年调查的科学白皮书。本文介绍了极端等离子体天体物理学的现状和新出现的机会-天体物理学相关的等离子体过程发生在极端条件下，需要考虑相对论，辐射和QED效应的研究。
Astrophysical Explosions: From Solar Flares to Cosmic Gamma-ray Bursts
天体物理学的爆炸是由磁、引力或热核能量在动力学时间尺度上的释放引起的，通常是系统的声音穿越时间。这些爆炸包括太阳和恒星耀斑、吸积盘中的爆发现象、白矮星和中子星表面的热核燃烧、中子星中的剧烈磁重联、热核和引力坍缩超新星以及宇宙伽马射线暴，每一种都代表不同类型和数量的能量释放。本文总结了这些爆炸的性质，并介绍了热核爆炸和扩展的星周介质爆炸的最新研究。地球爆炸研究与天体物理学爆炸研究，特别是从爆燃到爆炸的物理学研究之间存在着相似之处。关键词：中子星，黑洞，超新星，伽马射线暴，爆燃，爆炸。
Astrophysical Constraints on Dense Matter in Neutron Stars
自从发现中子星以来，人们就认识到它们是一种物理机制的探测器，而这种机制是在实验室中无法获得的：具有数倍于核饱和密度的强简并物质。现有的核理论在对这种物质的预测上分歧很大。可能物质主要是核子，但也有可能是外来物种，如超子，自由夸克，凝聚体或奇怪的物质可能主导这一制度。对冷的高密度物质的天文观测必然是间接的，这意味着我们必须依赖于对中子星的质量和半径以及其表面有效温度作为年龄函数的测量。在这里，我们回顾了各种方法的限制的现状和未来改进的前景。
Constraining Neutron-Star Matter with Microscopic and Macroscopic Collisions
解释高能天体物理现象，如超新星爆炸或中子星碰撞，需要对超核密度的物质有深入的了解。然而，我们对中子星核心中致密物质的了解仍然有限。幸运的是，致密物质不仅在天体物理观测中被探测，而且在地球重离子碰撞实验中也被探测。在这项工作中，我们使用贝叶斯推断相结合的数据，从天体物理学多信使观测中子星和重离子碰撞的金核在相对论能量与微观核理论计算，以提高我们的理解致密物质。我们发现，列入重离子碰撞数据表明，在致密物质的压力增加相对于以前的分析，转向更大的值，中子星半径与最近的NICER观测一致。我们的研究结果表明，从重离子碰撞实验的约束显示出显着的一致性与多信使观测，并提供补充信息的核物质在中等密度。这项工作结合了核理论、核实验和天体物理观测，并展示了联合分析如何揭示在中子星探测的密度范围内富中子超核物质的性质。
X-ray Timing of Neutron Stars, Astrophysical Probes of Extreme Physics
恒星质量致密天体附近的特征物理时标是以毫秒为单位测量的。这些时间尺度-自由落体时间，最快的稳定轨道周期和恒星自转周期-编码了紧凑物体的基本物理特性：质量，半径和角动量。中子星附近物质的特征温度是这样的，以至于进入它们区域的主要电磁窗口是X射线波段。由于这些与中子星基本性质的联系，X射线计时研究至今仍是探测其结构和动力学的最直接手段。虽然目前的X射线天文台已经揭示了许多相关和迷人的现象，但它们缺乏充分利用它们来揭示致密物体及其极端物理学的基本性质的灵敏度。在本白皮书中，我们总结并强调了X射线时序灵敏度的数量级改进所带来的科学机遇，这是未来十年可实现的目标。
Exploring $Δ$-resonance in neutron stars: implications from astrophysical and nuclear observations
本研究在DDRH框架下首次通过贝叶斯推断探讨了$Δ$共振对中子星物质状态方程的影响，证明引入$Δ$重子能协调半径与质量约束并影响冷却与振荡模式。
GW170817$-$the first observed neutron star merger and its kilonova: implications for the astrophysical site of the r-process
先进的LIGO和Virgo观测到的第一颗中子星（NS）合并，GW 170817，以及它在整个电磁波谱中的电磁对应物的烟花，标志着多信使天文学和天体物理学与引力波的开始。紫外线，光学和近红外线发射是一致的，由快速中子俘获过程（r-过程）在合并喷出物中合成的核的放射性衰变提供动力。从这个'kilonova'发射的推断属性的轮廓开始，我讨论了可能的天体物理学网站的r-过程核合成NS合并，认为最重的r-过程元素在此事件中合成最有可能起源于流出合并后的吸积盘。我比较了GW 170817中r-过程元素生产的推断性质与当前银河系重r-过程核合成的观测约束，并讨论了仅合并模型在解释我们银河系的r-过程内容时面临的挑战。基于GW 170817的观测性质和最近的理论进展r-过程核合成的Eksars，然后我展示了如何GW 170817点Eksars作为银河系r-过程富集的主要来源。这些罕见的核心崩溃事件可以说是更好地满足现有的限制，并克服相关的问题，在各种环境中，NS合并面临的r-过程富集。最后，我评论的R-过程的普遍性，以及如何在轻R-过程元素的变化，可以得到在NS合并和Bracksars。
Astrophysical and theoretical physics implications from multimessenger neutron star observations
中子星内部成分探测器（NICER）最近测量了孤立的中子星PSR J 0030 +0451的质量和赤道半径。我们使用这些测量来推断转动惯量，四极矩，和一个孤立的中子星的表面偏心率的第一次，使用这些量之间的关系，是不敏感的未知状态方程的超核物质。我们还利用这些结果预测了双脉冲双星J 0737 -3039中中子星A的转动惯量，预计在未来十年内将通过射电观测直接测量该量。结合这些信息与LIGO/Virgo观测的潮汐勒夫数的测量，我们提出并实现了广义相对论的第一个理论不可知和状态方程不敏感的测试。专门这些限制到一个特定的修改后的理论，我们发现，与广义相对论的一致性的地方最严格的约束引力宇称违反迄今为止，超过所有其他先前报道的界限的7个数量级，并打开了道路，为未来的测试广义相对论与多信使中子星观测。
Astrophysical assumptions and equation of state framework have larger impact on equation of state inference than individual neutron star observations
本文通过概念验证表明，在中子星状态方程推断中，天体物理先验假设和状态方程框架选择对结果的影响显著大于单个观测约束，可导致1.4倍太阳质量中子星半径偏移约0.5 km，并影响质量-半径关系形状。
Strangeness in Astrophysics
本文综述奇异性在天体物理中的作用，重点讨论中子星内部奇异强子物质及超子难题、K介子凝聚和并合中超子热行为等现象。
Uncertainties in radiative neutron-capture rates relevant to the $A\sim 80$ $r$-process peak
快速中子俘获过程（$r$ -process）首次被证实发生在中子星合并事件中。对快速中子俘获过程的详细了解是核天体物理学的圣杯之一。在这项工作中，我们调查的$r$过程建模的一个方面：辐射中子俘获截面和天体物理反应速率的元素Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ga，Ge，As和Se的同位素的不确定性。特别是，我们研究偏离用于天体物理学的标准库，和一个非常低的$γ$ -能量增强的平均，减少$γ$ -衰变概率（$n,γ$）率的影响。我们发现，在某些情况下，内在的不确定性是非常大的，和低能量的增强，如果存在于丰中子核，可能会增加中子捕获反应速率显着。
Towards mitigation of apparent tension between nuclear physics and astrophysical observations by improved modeling of neutron star matter
LIGO-Virgo和NICER合作项目对中子星（NS）的观测提供了相当精确的各种宏观性质的测量。在本文中，我们采用贝叶斯框架，将它们结合起来，并将改进的联合约束NS状态方程（EoS）的属性。我们使用一个混合EoS制定，采用了一个抛物线展开为基础的核经验参数化周围的核饱和密度增加了一个通用的3段分段多边形模型在较高的密度。在$90 \%$可信水平内，该参数化分别预测$1.4 M_{\odot}$ NS的半径和无量纲潮汐变形性的$R_{1.4} = 12.57_{-0.92}^{+0.73}$ km和$Λ_{1.4} = 550_{-225}^{+223}$。最后，我们展示了如何建设的完全NS EoS的基础上核的经验参数在饱和密度导致一定的张力与天体物理数据，以及如何混合的方法提供了一个解决方案。
Astrophysical constraints on neutron star $f$-modes with a nonparametric equation of state representation
本文利用高斯过程模型和多源观测数据，研究中子星f-模振荡频率约束及其对引力波信号的影响。
POEMMA (Probe of Extreme Multi-Messenger Astrophysics) design
极端多信使天体物理探测器（POEMMA）是NASA天体物理探测级任务，旨在从太空观测超高能宇宙射线（UHECR）和宇宙中微子。Astro2020 APC白皮书：中级空间粒子天体物理学项目。
Nonequilibrium Layer in the Crust of Neutron Stars and Nonequilibrium Beta-Processes in Astrophysics
讨论了高密度中子星包层的化学组成。由于热物质在坍缩过程中被压缩，导致核心坍缩超新星的爆炸，自由中微子逃逸的核平衡阶段，\b{eta} -过程中的动力学平衡，因此，建立有限的核平衡与固定数量的核发生。冷物质被压缩在固定数量的原子核上，这些原子核的原子量最初不变，随后减少。一个稠核反应的融合可用的核和减少其数量开始在年底。冷物质的压缩伴随着自由中子质量分数的增加。在这种情况下，包层的化学成分与平衡态的化学成分有很大的不同，包层中储存了相当多的核能。非平衡\b{eta} -反应在超过非平衡层密度上限的密度下进行，这导致加热、核能释放以及可能达到完全热力学平衡状态。考虑了非平衡态\b{eta} -过程的热力学，该过程在中微子自由逃逸时导致物质加热。
Probing Quarkyonic Matter in Neutron Stars with the Bayesian Nuclear-Physics Multi-Messenger Astrophysics Framework
本文利用NMMA框架结合中子星多信使观测约束夸克子物质模型，发现两倍太阳质量中子星核心可含约0.13倍太阳质量的夸克，并给出1.4倍太阳质量中子星半径约束。
Neutron stars as extreme gravity probes
本章探讨如何利用孤立或双星系统中子星的观测来检验广义相对论并限制竞争性引力理论，为中子星作为极端引力探针提供了理论框架。
Effects of the Cosmic Neutrino Background Capture on Astrophysical Objects
本文提出中子星和行星可俘获宇宙中微子背景中的低能中微子并释放MeV电子，且中子星温度随红移的演化可作为未来引力波天文台探测宇宙中微子背景的新途径。
Ensembles of unified crust and core equations of state in a nuclear-multimessenger astrophysics environment
我们提出了一个统一的中子星地壳和核心的状态方程，构造使用扩展的Skyrme能量密度功能通过地壳和外核，并附加两个分段多面体在较高的密度。状态方程由对称能$J,L$和$K_{\rm sym}$的密度展开式中的前三个系数、1.338 M $_{\odot}$星的转动惯量$I_{1.338}$和最大中子星质量$M_{\rm max}$来参数化。我们构建了一个合奏与统一的先验所有五个参数，然后应用数据过滤器的合奏，探索结合中子皮数据PREX与天体物理测量的半径和潮汐变形从NICER和LIGO/VIRGO的效果。中子皮的计算直接使用EDF。我们表明，核数据和天体物理数据发挥的作用，在约束地壳性质，如质量，厚度和转动惯量的地壳和核面食层在其中，和天体物理数据更好地约束$K_{\rm sym}$比PREX数据。
I-Love-Q Relations in Neutron Stars and their Applications to Astrophysics, Gravitational Waves and Fundamental Physics
一个缓慢旋转的中子星的外部引力场可以用它的多极矩来表征，前几个是中子星的质量、转动惯量和四极矩，四极矩是自旋的二次方。原则上，所有这些量都取决于中子星的内部结构，因此，取决于超核能密度下未知的核物理。在这里，我们发现之间的关系转动惯量，勒夫数和四极矩（I-Love-Q关系），并不敏感地依赖于中子星的内部结构。这些I-Love-Q关系产生了三个重要的结果。在观测天体物理学方面，测量I-Love-Q三人组中的一个成员将自动提供关于其他两个成员的信息，即使后者可能无法观测到。在引力波阵面上，I-Love-Q关系打破了四极矩和中子星自旋之间的简并，使第二代地面探测器能够在足够大的信噪比探测下确定（无量纲）平均自旋为$\mathcal{O}(10)%$。在基础物理学方面，I-Love-Q关系允许在中子星强场中检验广义相对论，这既与理论无关，也与内部结构无关。作为一个例子，通过结合引力波和电磁观测，人们可以在未来将动力学陈-西蒙斯引力约束比太阳系和桌面约束严格6个数量级以上。
Axions from Neutron Star Mergers
类轴子粒子（ALP）原则上可以在非常热和密集的天体物理环境中产生，从满足这些条件的极端物体逃逸，然后在事件和地球之间的磁场中转化为伽马射线。这一过程可能为轴子的物理学和产生它们的天体物理学物体的内部工作提供了一个新的窗口。有趣的是，虽然这一过程已被研究的核心坍缩超新星和其他极端的天体物理事件，没有估计存在的中子星合并，对象最近通过检测引力波。在这项工作中，我们研究了生产的ALP在中子星合并，发现一个大区域的ALP参数空间的幅度在源是这样的，以产生一个相当大的伽马射线信号在地球上。我们发现，这些事件放置在附近的星系的检测预测，发现它们是潜在的费米-LAT观测，从而打开了一个新的窗口，这些灾难性的事件的天体物理学，并超越标准模型的新粒子。
Ultra-relativistic astrophysics using multi-messenger observations of double neutron stars with LISA and the SKA
最近的工作突出表明，数十个银河系双中子星可能在空间引力波天文台LISA的毫赫兹波段被探测到。Kyutoku和Nishino指出，其中一些双星可能是使用平方公里阵列（SKA）检测到的无线电双星。我们指出，联合LISA+SKA检测的$f_\text{gw}\gtrsim$ 1兆赫的二进制，对应的二进制周期为$\lesssim$ 400秒，将使超相对论现象的精确测量。我们表明，在合理的假设下，超相对论双星的多信使观测可以用来约束中子星状态方程具有显着的保真度。用SKA进行10年的观测后，有可能以$\approx$ 0.2%的精度测量质量-半径关系。这样的测量将比其他提议的观测结果精确大约一个数量级。我们总结了一些其他显着的科学可能与多信使观测的毫赫兹双星，并讨论了检测这样的对象的前景。
Implications of comprehensive nuclear and astrophysics data on the equations of state of neutron star matter
本研究在贝叶斯框架下结合地面核物理数据与天体观测约束，对比两类平均场模型的中子星状态方程，明确了不同数据的约束强度及模型差异。
Holographic Approach to Neutron Stars
本文探讨了量子场论领域中子星的全息方法，强调AdS/CFT对偶性在建模中的应用，比较了自下而上与自上而下模型的预测，并展示了全息方法在超导等领域的更广泛潜在应用。
Covariant Density Functional Theory in Nuclear Physics and Astrophysics
亚原子物质是如何组织自己的？中子星是宇宙的实验室，它的独特之处在于它能回答这个核科学核心的基本问题。新投入使用的稀有同位素设施、在整个电磁波谱范围内运行的望远镜以及更加灵敏的引力波探测器将以前所未有的精度在巨大的密度范围内探测富含中子的物质的性质。然而，观察、实验和理论研究之间的协调努力对于实现这些投资的全部潜力至关重要。理论核物理学提供了宝贵的见解，丰富的中子物质的性质，目前还无法通过实验或观察。特别是，核密度泛函理论可能是唯一易于处理的框架，可以通过将有限的核连接到中子星来桥接整个核景观。这种令人信服的联系是本审查的主要范围。
Astrophysical Implications of Neutron Star Inspiral and Coalescence
在引力波中观测到的两颗中子星的第一个螺旋非常接近，允许同时观测引力波和电磁波，这是几年来没有预料到的。他们的合并，随后是伽马射线暴和千诺瓦，在电磁望远镜的光谱波段被观察到。这些GW和电磁观测在理解短伽马射线暴、确定最重元素的起源和确定中子星的最大质量方面取得了巨大进展。从潮汐在引力波形上的印记和对X射线双星的观测中，人们可以提取出螺旋形中子星的半径和变形能力。半径、最大质量和因果关系一起约束了中子星状态方程，未来的约束可以来自合并后振荡的观测。我们有选择地回顾这些结果，用推导和估计来填充一些物理学。
The g-mode spectrum of reactive neutron star cores
我们讨论了核反应对一个成熟的中子星的重力g-模式的频谱的影响，展示了预期的消失时，这些模式与振荡的时间尺度比核反应。这是预期的结果，但演示的不同方面可能与中子星天体物理学中的相关问题有关。特别是，我们开发了明确实施有限时间核反应在中子星振荡问题所需的框架，并演示了如何与通常的体积粘度处方，这个配方连接。我们还讨论了非常高阶g-模式的天体物理相关问题的情况下的影响。
Quark matter and nuclear astrophysics: recent developments
本文综述了核天体物理中冷夸克物质存在性问题的无模型研究前沿，整合中子星观测与第一性原理计算，介绍了微扰计算进展及大质量中子星核心共形化转变的证据。
Exploring Fermionic Dark Matter Admixed Neutron Stars in the Light of Astrophysical Observations
本研究通过求解双流体TOV方程结合贝叶斯推断分析天体物理观测数据，发现当前观测主要约束DMANS的暗物质分数，且该分数主要由高密度下强子EoS的硬度决定。
Progress in unveiling extreme particle acceleration in persistent astrophysical jets
宇宙中最强大的持续加速器是喷射的活动星系。耀变体，星系的喷流指向地球，主宰着河外的伽马射线天空。尽管如此，大多数高能粒子加速器很可能无法被探测到。这些极端耀变体的辐射能量峰值可超过10 TeV，是研究粒子加速和辐射过程的理想目标，并可能提供与宇宙射线和天体物理中微子的联系。在TeV能量下观测到的极端耀变体的数量越来越多，这对伽马射线宇宙学的出现至关重要，包括对河外背景光的测量，星系际磁场的严格限制，以及对人造加速器无法达到的能量下的奇异物理学的限制。在过去十年中取得了巨大的进展，这预示着未来，特别是随着切伦科夫望远镜阵列的部署。
Extreme Matter meets Extreme Gravity: Ultra-heavy neutron stars with crossovers and first-order phase transitions
中子星内部物质的声速可能包含与一阶相变或或交叉有关的非光滑结构。在这里，我们调查什么是可观察到的结构，如颠簸，尖峰，阶跃函数，高原，扭结的后果。其中一个主要的后果是超重中子星的可能性，即~质量明显大于两个太阳质量的恒星。这些恒星通过了所有的观测和理论限制，包括最近的LIGO/Virgo引力波观测和NICER X射线观测所施加的限制。我们彻底调查的其他后果，这种结构的声速发展的理解如何影响天体物理观测，如恒星半径，潮汐变形，转动惯量，和爱数的非光滑功能。我们的研究结果对今后中子星的引力波和X射线观测及其在核天体物理中的影响具有重要意义。
Multi-messenger Astrophysics of Black Holes and Neutron Stars as Probed by Ground-based Gravitational Wave Detectors: From Present to Future
本文综述了地面引力波探测器在黑洞与中子星多信使天体物理研究中已取得的突破，并展望当前及未来探测器回答关键开放问题、推动新发现的潜力。
Investigating the role of nuclear parameters on oscillation modes in hot Neutron Stars
该研究在广义相对论框架下系统探究核参数与热效应对热中子星性质及振荡模式的影响，明确有效核子质量的核心调控作用，验证相关普适关系对核饱和性质不敏感的结论。
Neutron Star versus Neutral Star: On the 90th anniversary of Landau's publication in astrophysics
本文纪念朗道中子星论文发表90周年，指出在当前对自然认知提升的背景下，strangeonization可作为实现低能中性状态的替代方案，进而探讨strangeon物质对现代物理学多领域的深远影响。
Astrophysical constraints on the cold equation of state of the strongly interacting matter
通过天体观测数据约束强相互作用物质的冷方程状态，结合QCD计算、脉冲星质量和潮汐变形性等观测结果，探讨方程状态的限制条件。
Charged-current neutrino opacity within the relativistic Hartree-Fock framework for astrophysical simulations of core-collapse supernovae and binary neutron star mergers
本文基于中微子弱相互作用在致密星体爆发和双中子星并合中的重要作用，发展了描述底层核介质的改进方法，通过引入动量依赖的核相互作用，提高了中微子电荷电流弱率的计算精度。
Astrophysical implications of double-layer torsional oscillations in a neutron star crust as a lasagna sandwich
在中子星的地壳中，在两个弹性层中可能发生全局扭转振荡。外层和内层分别由球形和圆柱形核以及圆柱形孔（管）和球形孔（气泡）组成，而在这两层之间，夹着弹性极小的板状（千层面）核相。在这项工作中，我们更新的基本振荡的本征频率在内层的系统计算新允许管的存在。我们发现，频率仍然强烈依赖于核对称能的斜率参数，$L$，而几乎是独立的对称核物质的不可压缩性。我们还发现，内层的基频可以变得比外层的小，因为管相具有相对较小的剪切模量，同时在厚度上占主导地位。因此，我们不仅可以成功地解释最初在SGR 1806- 20的X射线余辉中发现的准周期振荡现象，而且还可以解释最近用贝叶斯方法发现的许多其它现象。
Neutron star tidal deformability and equation of state constraints
尽管中子星有着悠久的历史和天体物理学的重要性，但它们的一些关键性质仍然不确定。在它们内部遇到的极端条件，包括极端密度和同位旋不对称的不确定成分的物质，在广义相对论中独特地决定了恒星的宏观性质。天体物理学对这些宏观性质的限制，如中子星的质量和半径，长期以来一直被用来理解形成它们的物质的微观性质。本文讨论了中子星的另一个天体物理学上可观测的宏观性质：潮汐形变。中子星与其他具有结构的扩展天体一样，在外部潮汐场的影响下会发生潮汐形变。在通过引力波发射观测到的中子星合并的背景下，这种变形可以通过称为\emph{tidal deformability}的参数进行量化。我们讨论了潮汐变形的作用，在观测的聚结中子星与引力波，以及它如何可以用来探测自然界最紧凑的物质对象的内部结构。也许不可避免的是，大部分的讨论将由GW 170817决定，截至撰写本文时，GW 170817是对双中子星与引力波合并的最具信息性的确认探测。
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