Bimodal black-hole mass distribution and chirp masses of binary black-hole mergers
本文揭示双星剥离星演化产生的双黑洞并合具有约9和16太阳质量的双峰黑洞质量谱，导致啁啾质量分布在8和14太阳质量处现峰且中间有间隙，与引力波观测吻合，可用于约束恒星演化与超新星物理并测量宇宙膨胀。
2023-05-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Remnant masses from 1D+ core-collapse supernovae simulations: bimodal neutron star mass distribution and black holes in the low-mass gap
本文通过包含混合长度理论中微子驱动对流的1D+球对称模拟，改进了核心坍缩超新星爆发判据，发现中子星诞生质量呈双峰分布，并自然解释了低质量间隙黑洞的观测结果。
2024-12-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magneto-rotational and thermal evolution of young neutron stars
在简要回顾了近冷却中子星的布居合成之后，重点讨论了近冷却器自旋周期二分法的解释。两个分离良好的群体的存在-短周期（$\sim$ 0.1-0.3 s）无线电宁静源和长周期（$\sim$ 3-10 s）无线电宁静源，也就是Magnificent seven，-在最近开发的统一模型中无法轻松解释（Popov et al. 2010，Gull{ó}n et al. 2014）。我推测，这个问题的最自然的解决方案可以在双峰初始磁场分布有关的磁场产生在磁星的一个额外的机制的存在。
2015-07-22 astro-ph.HE
Mass distribution of neutron stars in binary systems
School of Physical Science and Technology, Xinjiang University（新疆大学物理科学与技术学院）；Xinjiang Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院新疆天文台）；Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）
通过超爱丁顿吸积模型和星族合成方法，研究了中子星的质量增长，成功解释了其质量分布的双峰特征。
2026-05-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
The millisecond pulsar mass distribution: Evidence for bimodality and constraints on the maximum neutron star mass
中子星的质量函数包含了大质量恒星演化后期、超新星爆发机制以及核饱和密度以外的冷核物质状态方程的信息。最近在二进制毫秒脉冲星（MSP）系统中的NS质量测量的数量增加的大质量NS（与$M > 1.8$ M $_{\odot}$）的观察人口的比例$\sim 20\% $。根据这些结果，我们采用贝叶斯框架来重新审视MSP质量分布。我们发现，一个单一的高斯模型不足以描述所观察到的人口。我们测试替代的经验模型，并推断MSP质量分布是强烈的不对称。高质量NS的自旋和轨道特性的多样性表明，这很可能不是回收过程的结果，而是反映了NS出生质量的差异。最好通过双峰分布解释不对称性，其中低质量组分以$1.393_{-0.029}^{+0.031}$ M $_{\odot}$为中心，并被$0.064_{-0.025}^{+0.064}$ M $_{\odot}$分散，高质量组分的平均值为$1.807_{-0.132}^{+0.081}$，分散度为$0.177_{-0.072}^{+0.115}$ M $_{\odot}$。我们还确定了$M_{max} \ge 2.018$ M $_{\odot}$的下限为98% C. L。对于最大NS质量，从没有一个高质量截断在观察到的质量。使用我们的推断模型，我们发现，350 MSP质量的测量，预计脉冲星调查的结论与平方公里阵列后，可以导致一个精确的定位最大质量高达2.1…
2016-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Redback/Black Widow Systems as progenitors of the highest neutron star masses and low-mass Black Holes
我们在这篇文章中建议，“蜘蛛”系统是自然预期的最高中子星质量的祖先，并可能是低质量的黑洞，基于它们的长期演化特征和实际质量测量。
2020-06-10 astro-ph.HE
Confronting Models of Massive Star Evolution and Explosions with Remnant Mass Measurements
致密天体的质量分布提供了化石记录，可以通过研究来揭示大质量恒星演化的后期阶段、超新星爆炸机制和致密物质状态方程的信息。观测到的中子星质量呈双峰高斯分布，而恒星质量黑洞的质量分布呈指数衰减。我们使用这些观测到的分布直接面对恒星演化模型的预测和Sukhbold等人的中微子驱动的超新星模拟。我们发现由这些模拟和观测所产生的黑洞和低质量中子星分布之间非常吻合。我们表明，大部分的恒星信封必须被弹出，无论是在恒星质量的黑洞的形成过程中，或之前的内爆通过潮汐剥离由于一个二进制的同伴，为了重现所观察到的黑洞质量分布。我们还确定了中子星质量分布双峰的起源，发现低质量峰（中心在~1.4 M_sun）起源于M_zams ~ 9-18 M_sun的祖先。模拟未能再现观测到的高质量中子星（中心在~1.8 M_sun）的峰值，我们探讨了几种可能的解释。我们认为，观察到的和预测的黑洞和低质量中子星的质量分布之间的密切协议提供了新的有希望的证据，这些恒星演化和爆炸模型准确地捕捉到相关的恒星，核，爆炸物理参与形成紧凑的对象。
2017-12-12 astro-ph.HE
Implications of high-precision spectra of thermonuclear X-ray bursts for determining neutron star masses and radii
X射线爆发光谱长期以来一直被用来估计中子星的质量和半径。这些估计假设，爆发光谱准确地描述了过去三十年来开发的模式大气光谱。我们比较了RXTE数据与这些光谱的超暴，发现以前发表的模型大气预测的光谱与这些高精度测量强烈不一致。相比之下，一个简单的玻色-爱因斯坦光谱是完全符合的数据，因为最近公布的模型大气光谱。我们讨论了我们的结果的影响，确定中子星的质量和半径，通过限制其表面重力和红移，最初建议Majczyna和Madej。
2011-06-27 astro-ph.HE
The Masses of Isolated Neutron Stars Inferred from the Gravitational Redshift Measurements
对于双星系统中的某些中子星，质量已经得到了精确的测量。而对于孤立的中子星，还没有质量测量的报道。由于中子星内部成分探测器（NICER）的成功运行，这种情况很快就会改变，它可以同时测量孤立PSR J 0030 +0451的半径和质量。对于大多数INS，由于观测限制，不可能对NICER进行质量测量。受益于最近取得的重大进展，约束状态方程的NS，在这项工作中，我们提出了一种方法来估计的质量与测量的引力红移的INS。我们将我们的方法应用于RX J1856.5-3754，RX J0720.4-3125和RBS 1223，这三个成员是“壮丽七”（M7），并估计它们的质量分别为$1.24_{-0.29}^{+0.29}M_{\odot}$，$1.23_{-0.05}^{+0.10}M_{\odot}$和$1.08_{-0.11}^{+0.20}M_{\odot}$。这些质量是一致的，与二进制NS系统，这表明没有证据表明这些孤立的对象经历了显着的吸积。
2020-01-08 astro-ph.HE
An Upper Bound on Neutron Star Masses from Models of Short Gamma-ray Bursts
两颗引力质量为$\approx 2~M_\odot$的中子星的发现，为非旋转中子星的最大质量设定了一个强有力的下限，并由此对核密度以外的冷物质性质形成了强有力的约束。目前的质量上限要宽松得多。这里我们注意到，如果大多数短伽马射线暴是由两颗中子星合并产生的，并且如果合并残余物迅速坍缩，那么质量上限受到严格限制。如果合并残余物的旋转只受质量脱落的限制（根据数值研究，这似乎是可能的），那么如果合并产生伽马射线暴的中子星的质量在银河系双中子星系统中所见的范围内，则非旋转中子星的最大引力质量是$\approx 2-2.2~M_\odot$。在可能不现实的情况下，这些极限将增加$\sim 4$ %，即残余物以低于质量脱落的$\sim 30$ %旋转，而在残余物根本不旋转的极端情况下，这些极限将增加$\sim 15$ %。未来对短伽马射线暴与引力波的同步探测将加强这些论点，因为它们将对单个事件的分量质量产生严格的限制。如果这些限制是准确的，那么一个合理的比例双中子星合并可能不会产生伽马射线暴。在这种情况下，或者在许多短爆发是由中子星与黑洞合并而产生的情况下，隐含的引力波探测率将增加。
2015-07-13 astro-ph.HE
On Bactrian glitch-size distributions
Ashoka University（阿肖卡大学）
研究发现PSR J0537-6910的glitch大小分布存在双峰现象，通过模拟超流涡旋动力学揭示了中子星glitch统计的机制。
2025-02-27 astro-ph.HE
The Mass Distribution of Neutron Stars in Gravitational-wave Binaries
LIGO和Virgo发现的两个中子星-黑洞合并使在引力波中观察到的可能的中子星总数达到6个。我们执行的质量分布的银河系外人口的中子星的第一个推论。与主要作为射电双星被探测到的双峰星系群相反，引力波双星中中子星的质量迄今为止与均匀分布一致，高质量中子星更普遍。引力波群的最大质量与从银河系中的中子星推断出的结果一致，也与从致密物质推断出的结果一致。
2021-11-04 astro-ph.HE gr-qc
The Masses and Spins of Neutron Stars and Stellar-Mass Black Holes
恒星质量的黑洞和中子星代表了重力、密度和磁场的极端情况。因此，它们是研究物理学多个前沿领域的关键对象。此外，它们的起源（主要是在核心坍缩的超新星中）和演化（通过吸积，或者对于中子星，磁自旋和重新配置）触及天体物理学中的多个开放问题。在这篇评论中，我们讨论了当前的质量和自旋的测量和它们的可靠性中子星和恒星质量的黑洞，以及整体的重要性，自旋和质量的紧凑对象天体物理学。目前的质量主要是通过电磁观测双星，虽然未来的微透镜观测承诺大大提高我们的理解。中子星的自旋很容易测量，但中子星的诞生自旋却很难确定。相比之下，即使是恒星质量的黑洞目前的自旋也很难测量。正如我们所讨论的，通过分析铁线和连续辐射，在黑洞自旋估计方面取得了重大进展，当这两种类型的估计对单个物体都是可能的时，它们之间存在合理的一致性，并且未来的X射线偏振测量可能提供额外的独立信息。最后，我们通过探索未来的引力波探测，这有望彻底改变我们对强引力和紧凑物体的理解质量和自旋测量的令人兴奋的前景。
2014-08-18 astro-ph.HE
Systematic Uncertainties in the Spectroscopic Measurements of Neutron-Star Masses and Radii from Thermonuclear X-ray Bursts. II. Eddington Limit
从低质量X射线双星中观测到的热核爆发的时间分辨X射线谱为测量中子星的质量和半径提供了一种独特的工具。在本文中，我们继续我们的系统分析所有的X射线暴观测与RXTE从X射线双星。我们确定的事件，显示出明确的证据，光球半径膨胀和测量爱丁顿限制这些吸积中子星使用的热辐射通量达到在着陆时刻的每个X射线爆发。我们采用贝叶斯技术调查的程度，每个源的爱丁顿限制保持不变的突发之间。我们发现，大量的半径膨胀爆发的源，系统的不确定性是在5-10%的水平。此外，在六个源只有对爱丁顿有限的爆发，流量的分布是一致的~10%的分数色散。这表明，使用热核X射线爆发的中子星质量和半径的光谱测量可以达到区分不同中子星状态方程所需的精度水平，只要与X射线探测器的总通量校准相关的不确定性具有可比性。
2012-01-05 astro-ph.HE
Sinking of a magnetically confined mountain on an accreting neutron star
我们进行理想的磁流体动力学轴对称模拟磁约束山吸积中子星，质量小于0.12太阳质量。我们考虑了两种情况，一种是山位于坚硬的表面上，另一种是山沉入柔软的流体中。我们发现，恒星的椭圆率，由于山生长在坚硬的表面上，接近~ 2 e-4的吸积质量大于~1.2e-3太阳质量，下沉减少了25%和60%之间的椭圆率。讨论了低质量x射线双星引力辐射的后果。
2009-10-27 astro-ph.HE
Neutron star masses from hydrodynamical effects in obscured sgHMXBs
INTEGRAL发现了一群被遮蔽的超巨星高质量X射线双星（sgHMXB）。IGR J17252-3616的X射线风层析成像推断出一个缓慢的风速来解释增强的遮蔽。本研究的主要目的是了解在何种条件下会发生高遮蔽。我们用流体动力学程序模拟了中子星周围的星风流动。模拟网格被用来研究吸收柱密度和X射线光变曲线对模型参数的依赖性。模拟结果和IGR J17252-3616的观测结果之间的比较提供了对这些参数的估计。我们把风的终极速度限制在500-600 km/s，把中子星的质量限制在1.75-2.15太阳质量。我们已经证实，一个缓慢的风速与一个中等的质量损失率的初始假设是有效的。中子星的质量可以通过研究它对吸积流的影响来限制。
2012-10-10 astro-ph.HE
Proton superconductivity and the masses of neutron stars
仙后座A超新星遗迹（简称Cas A）中中子星的温度演化引起了人们对中子星冷却机制的极大兴趣。特别是在中子星核心深处形成超导质子和超流中子，成为讨论的焦点。这封信的目的是为这一讨论增加一个新的方面，它集中在质子超导性和中子星质量之间的联系上。假设（目前的情况下），Cas A的温度演化在很大程度上是由超导质子控制，我们研究了一系列的现象学质子配对模型，以确定如何深入到恒星核心超导质子实际渗透。这使我们能够在Cas A中的中子星的质量和超导质子相的穿透深度之间建立一个迄今未知的关系。这种关系可以用来预测超导质子相的深度，或者相反，从超致密中子星物质中质子超导相的大小的可靠计算中确定Cas A的质量。我们强调，本文概述的策略可以应用于任何其他类似年龄的中子星，其温度可能会在几年内得到可靠的监测。高质量的中子星，如最近发现的中子星J1614-2230（$1.97 \pm 0.04\, \msun$）和J 0348 +0432（$2.01 \pm 0.04 \, \msun$），似乎特别有吸引力，因为它们的核心中有很大一部分质子可能是超导的。
2013-05-28 astro-ph.HE
Impact of accretion on the statistics of neutron star masses
我们收集了38颗具有自旋周期和实测质量的双星系统中的中子星的参数。采用Boot-strap方法，再现了分别计算各体系质量的过程，以确定观测得到的NS的真实质量分布。我们还应用了蒙特卡罗模拟，并引入了特征自旋周期20 ms，以区分毫秒级的微扰（MSP）和更少回收的微扰。MSPs的质量分布和回收率较低的废弃物的质量分布可以分别用高斯函数$\rm 1.45\pm0.42 M_{\odot}$和$\rm 1.31\pm0.17 M_{\odot} (\rm with ~ 1σ)$拟合。因此，由于再循环过程中的吸积效应，MSP质量比再循环较少的系统中的质量重$\rm \sim 0.13M_{\odot}$倍。
2013-03-27 astro-ph.HE
A kinematically constrained kick distribution for isolated neutron stars
本文通过脉冲星轨道偏心率约束中子星诞生踢速度，提出对数正态分布（μ=6.38，σ=1.01），并质疑文献中的双峰性结论。
2025-07-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Prospects for Measuring Neutron-Star Masses and Radii with X-Ray Pulse Profile Modeling
模拟从热的旋转中子星观测到的X射线脉动的振幅和形状，为测量中子星性质提供了一种直接的方法。这种技术构成了即将进行的NICER和拟议的LOFT X射线任务的科学案例的重要组成部分。在本文中，我们确定的数量不同的观测，可以从脉冲轮廓建模，并表明，仅使用测辐射热脉冲轮廓是不足以打破推断的中子星半径和质量之间的简并。然而，我们也表明，对于适度旋转（300-800 Hz）的中子星，在两个不同的能量带的脉冲轮廓的分析提供了额外的限制，允许一个独特的确定的中子星的属性。利用脉冲轮廓的基波和二次谐波的分数幅值以及光谱色振荡的幅值和相位差，我们量化了为实现中子星半径的指定测量精度所需的信噪比。我们发现，在一个脉冲轮廓中累积10^6个计数足以使中子星半径的不确定性小于5%，这是确定中子星物质状态方程所需的精度水平。最后，我们正式推导出的背景限制，可以容忍的各种脉动幅度的测量作为系统参数的函数。
2014-04-30 astro-ph.HE
Neutron star atmosphere composition: the quiescent, low-mass X-ray binary in the globular cluster M28
利用对球状星团M28的深Chandra观测，研究了低质量X射线双星中中子星的静态X射线发射，以约束中子星大气的化学成分和致密物质的状态方程。我们用不同的氢、氦、碳组成的中子星大气模型拟合光谱。用碳模型获得的参数值是非物理的，可以排除这种模型。氢和氦模型给出了中子星的实际参数值，并且导出的质量和半径根据大气的组成而明显不同。氢模型给出的质量/半径与1.4兆太阳和10公里的规范值一致，并允许在中子星内存在奇异物质。另一方面，氦模型提供了具有更高质量/半径的解，与最刚性的状态方程一致。通过光谱拟合测量中子星的质量/半径时，应考虑重元素大气的可能性，因为对于相同的数据，重元素大气会产生更大的质量/半径，除非吸积体的成分是独立已知的。
2012-03-26 astro-ph.HE
Reconstructing Masses of Merging Neutron Stars from Stellar $R$-Process Abundance Signatures
中子星合并（NSMs）是快速中子俘获（“$r$ -”）过程的有希望的天体物理场所，但它们的综合产额能解释银河系中大多数重元素物质吗？解决这个问题的一种方法是利用一种向前的方法，传播NSM率和产量以及恒星形成率，最后将这些结果与观测到的$r$过程丰富，金属贫乏的恒星的化学丰度进行比较。在这项工作中，我们采取逆的方法，利用$r$ -过程元素丰度比的贫金属星作为输入，重建的属性-特别是质量--的中子星（NS）的双祖先的$r$ -过程的明星。这种新颖的分析提供了一个独立的途径，研究人口的原始中子星双星系统，合并和生产的$r$工艺材料纳入银河系贫金属晕星。我们使用通常与有限$r$过程和锕系元素区域相关的元素与镧系元素区域中的元素的比率（即，Zr/Dy和Th/Dy）以探测祖细胞合并物的NS质量。我们发现，NSMs可以占所有$r$过程中的金属贫星显示$r$过程签名的材料，同时再现当今的双NS（DNS）系统的分布。然而，大多数$r$过程增强的恒星（$r$ -II恒星）本身需要非常不对称系统的原始NSM，与银河系中的现有系统截然不同。由于这种分析是依赖于模型的，我们还探索了与未来预期有关的潜在理论和观测更新的变化，并评论了这些变化如何影响我们的结果。
2020-10-04 astro-ph.HE
Galactic Double Neutron Star total masses and Gaussian mixture model selection
Huang等人[arXiv：1804.03101]分析了15颗已知的银河系双中子星（DNS）的总质量。他们建议存在两个子群体，并报告基于似然性的偏好，一个单一的高斯分布的双组分高斯混合模型。本文对该数据集的模型选择提供了一个谨慎的观点：特别是对于这样一个小样本量，纯似然比检验可能会鼓励过度拟合。这可以通过惩罚具有更多自由参数的模型来避免。重新检查高斯混合模型类内的DNS总质量数据集，这可以通过几个简单且完善的统计测试来实现，包括信息标准（AICc，BIC），交叉验证，贝叶斯证据比和惩罚EM测试。虽然这种重新分析证实了基本的发现，即双组分混合物与数据一致，但模型选择标准始终表明，与单组分拟合相比，没有强烈的偏好。将需要更多的DNS发现来解决亚种群的问题。
2019-02-01 astro-ph.HE
Systematic Uncertainties in the Spectroscopic Measurements of Neutron-Star Masses and Radii from Thermonuclear X-ray Bursts. I. Apparent Radii
低磁场中子星的质量和半径可以通过组合从热核X射线爆发期间的X射线光谱获得的不同可观测量来测量。其中一个量是每颗中子星的视半径，这是根据在爆发的冷却尾期间测量的X射线通量和光谱温度推断出来的，当时热核闪光被认为已经吞没了整个恒星。本文分析了从12个源观测到的446个X射线爆发的13，095个X射线谱，以评估中子星视半径测量中可能的系统效应。我们首先表明，绝大多数观察到的X射线光谱是一致的黑体函数在百分之几。我们发现大多数X射线爆发遵循X射线通量与温度之间的非常确定的相关性，这与整个中子星表面在冷却尾期间均匀发射是一致的。我们开发了一种贝叶斯高斯混合算法来测量这些源中中子星的表观半径，同时检测和排除少量的X射线爆发，表现出不规则的冷却行为。该算法还为我们提供了测量中的系统不确定度的定量测量。我们发现，这些误差的光谱测定中子星半径的X射线暴的冷却尾巴中的系统效应所引入的范围为$\simeq 3-8$ %。只要到每个源的距离的不确定性和X射线探测器的绝对校准不支配误差预算，这样的小误差就足以区分不同的状态方程。
2012-01-05 astro-ph.HE
Observational Constraints on Neutron Star Masses and Radii
精确可靠地测量各种质量的中子星的质量和半径，将为改进密度高于核物质饱和密度的冷物质性质的模型提供有价值的指导。人们尝试或提出了几种测量中子星质量和半径的方法，包括分析静止低质量X射线双星系统和热核爆发源中中子星的X射线通量和辐射谱，拟合旋转动力毫秒双星、毫秒周期爆发振荡和吸积动力毫秒双星的能量相关X射线波形，以及测量中子星质量和半径的方法。并模拟了并合双中子星和中子星-黑洞双星系统的引力辐射波形。我们描述了这些方法的优点和缺点，其中大多数目前有大量的系统误差，并讨论了减少系统误差在每种方法的前景。
2016-04-13 astro-ph.HE nucl-th
On the Spin Period Distribution in Be/X-ray Binaries
Be/X射线双星（BeXB）中吸积中子星的自旋周期与轨道周期之间存在显著的相关性。最近，Edgge等人（2011）表明，自旋周期的分布包含两个不同的子群，分别在$\sim 10$ s和$\sim 200$ s达到峰值，并提出它们可能与形成中子星的两种超新星有关，即，核心坍缩和电子俘获超新星。在这里，我们建议双峰自旋周期分布可能归因于不同的吸积模式的中子星在BeXB。当中子星倾向于从Be星盘扭曲的外部捕获物质并经历巨大的爆发时，在中子星周围形成一个辐射冷却为主的盘，它使中子星旋转，并负责短周期子种群。在以正常爆发或持续爆发为主的BeXB中，吸积流是平流为主或准球形。因此，自旋上升的过程是低效的，导致神经元星的周期更长。文中还讨论了这些子群与超新星机制之间的潜在联系。
2014-04-01 astro-ph.HE
The masses of neutron stars
本文对中子星质量问题作一综述。在对双星系统中中子星质量的测定方法作了简要的评价之后，介绍了现有的质量测定样品，并着重介绍了一些测定得很好的情况。我们将讨论为揭示潜在分布而进行的分析，以及从中脱颖而出的一些稳健结果。讨论了起源于不同恒星演化通道的某些特殊中子星群的有关问题。我们的结论是，上世纪的范式，有一个单一的，$1.4 M_{\odot}$规模过于简单。实际上存在双峰或甚至更复杂的分布。已经证实，某些中子星的质量为$\sim 2 M_{\odot}$，而且，虽然对于自然界中产生的最大值和最小值还没有确定的结论，但该领域已经进入了一个成熟阶段，所有这些问题和相关问题很快就会得到答案。
2016-07-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Propeller effect in action in the ultraluminous accreting magnetar M82 X-2
本文介绍了在双星系统中吸积的中子星中首次观测到的类磁星磁场--M82星系中第一个脉动超亮X射线源X-2。使用钱德拉X射线天文台的数据，我们表明，源表现出双峰分布的光度与两个明确的峰分离的一个因素为40。这种行为可以解释为“螺旋桨制度”的吸积行动。在光度为~ $10^{40}$ erg/s的1.37 s脉冲星中，螺旋桨的出现暗示了~ $10^{14}$ G中子星磁场的偶极分量。
2016-01-07 astro-ph.HE
Properties of neutron star crust with improved nuclear physics: Impact of chiral EFT interactions and experimental nuclear masses
基于手征EFT相互作用的均匀物质多体计算和实验核质量的可压缩液滴方法被用来研究中子星壳的性质。八个手征EFT哈密顿和一个有代表性的唯象力（SLy 4）面临。我们发现，地壳的一些性质，例如集群质量，电荷和不对称性，主要是由接近饱和密度的对称物质性质决定的，因此主要受实验核质量的约束，而其他性质，例如，每个粒子的能量、压力、声速主要受中子物质中的低密度预测的影响，其中手征EFT和唯象力基本上不同。
2021-09-24 astro-ph.HE nucl-th
The Nuclear Equation of State and Neutron Star Masses
中子星是研究致密物质的宝贵实验室。最近的观测发现了大质量和低质量的中子星，也对中子星的半径进行了限制。由于中子星最大质量的存在，最大质量的测量对高密度状态方程有很大的影响。最小质量的测量和质量的分布对中子星的祖先和形成机制有意义。质量和半径观测的集合可以现实地限制致密物质的性质，特别是核饱和密度附近的核对称能的行为。同时，各种核实验正在逐步限制描述核物质状态方程对称性的参数范围。此外，纯中子物质的新理论研究也提供了新的见解。这些对致密物质的观测、实验和理论限制，当结合在一起时，现在正揭示出一种显着的趋同。
2013-05-15 astro-ph.HE nucl-th
On the Mass Distribution and Birth Masses of Neutron Stars
利用贝叶斯统计技术，我们研究了不同双星群体中中子星质量的分布。特别是，我们探讨的差异，中子星质量的来源，经历了不同的演化路径和吸积插曲。我们发现非循环食双星中中子星的质量分布和慢中子星的质量分布都接近于它们的诞生质量，它们的平均质量为1.28太阳质量，色散为0.24太阳质量。这些值与在核心坍缩超新星中形成中子星的预期是一致的。另一方面，双中子星，这也被认为是接近它们的出生质量，有一个更窄的质量分布，峰值为1.33 M太阳，但只有0.05 M太阳的色散。如此小的分散不容易理解，也许指向一个特殊和罕见的形成通道。已回收的中子星的质量分布的平均值为1.48 M_solar和0.2 M_solar的色散，与它们经历了扩展的质量吸积事件的预期一致。事实上，在推断的分布中，只有很小一部分回收的中子星的质量超过~2 M太阳能，这表明只有少数这些中子星越过质量阈值形成低质量黑洞。
2012-09-07 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Inferring the neutron star equation of state simultaneously with the population of merging neutron stars
观测多颗合并的中子星的性质将同时提供对中子星质量和自旋分布、中子星合并速率以及核物质状态方程的深入了解。并不是所有包含中子星的合并双星都是相同的。这些合并双星的多样性可能来自广泛或多峰的NS质量分布;不同和极端的NS出生自旋的影响; NS-BH合并的可能性;甚至是相变的可能性，允许NS具有相似的质量，但强烈的发散半径。在这项工作中，我们提供了一个具体的算法来结合所有的信息，从GW测量到一个联合约束的NS合并率，NS属性的分布，和核物质状态方程。使用一个具体的例子，我们展示了如何偏置的质量分布推断可以显着影响恢复的状态方程，即使在小$N$限制。用同样的具体例子，我们展示了如何小的$N$观测可以确定一个双峰的质量和自旋分布合并NS同时与EOS。我们的一致性方法可以立即推广到其他观测约束。
2020-01-06 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Equation of State of Neutron Stars with third-generation Gravitational Wave detectors
Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）
本研究利用第三代引力波探测器模拟信号，通过Fisher矩阵分析发现事件数量增加可收紧中子星物态方程约束，且质量分布影响更大，均匀分布优于双峰分布，亚太阳质量中子星能显著降低亚饱和密度区不确定性。
2026-09-09 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Symmetry energy: nuclear masses and neutron stars
我们描述了我们最近的Hartree-Fock-Bogoliubov核质量模型的主要特点，基于16参数广义Skyrme力。它们已被拟合到2012年原子质量评估的数据中，并倾向于对称系数J的值为30 MeV，相应的均方根偏差为0.549 MeV。我们发现这一结论与中子皮厚度的测量是一致的。通过约束潜在的相互作用，以适应各种状态方程的中子物质计算{ \it从头算}我们的模型是很好地适应一个现实的和统一的治疗的所有地区的中子星。我们用我们的模型计算了组成、状态方程、质量半径关系和最大质量。与观测到的中子星相比，J = 30 MeV的值更合适。
2013-09-11 astro-ph.HE nucl-th
Masses of neutron stars and nuclei
我们基于广义Skyrme泛函计算了三种不同状态方程下中子星的最大质量，这些泛函同时拟合了2003年的所有核质量数据（在所有三种情况下的均方根偏差为0.58 MeV）和纯中子物质的三种不同状态方程中的一种或另一种，每一个由不同的多体计算确定，使用现实的两体和三体相互作用，但导致显着不同程度的刚度在高密度普遍在中子星内部。对质量为1.97 $\pm$ 0.04 $\mathcal{M}_{\odot}$的中子星的观测消除了我们模型中最软的（BSK 19），但不能区分BSK 20和BSK 21。然而，自从我们的模型构建以来，已经进行的核质量测量强烈支持我们最严格的泛函BSK 21。
2011-12-13 astro-ph.HE nucl-th
Evolutionary Origins of Binary Neutron Star Mergers: Effects of Common Envelope Efficiency and Metallicity
该研究利用MESA代码模拟不同参数下的双星演化，探明双中子星并合的形成通道与效率，揭示了中子星质量、共包层效率、金属丰度及超新星初始反冲对其形成的影响规律。
2023-08-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Masses of Neutron Stars in High-Mass X-ray Binaries with Optical Astrometry
确定中子星（NS）内部物质的类型一直是天体物理学的长期目标。尽管如此，大多数预测最大质量在1.4-2.8太阳质量范围内的NS状态方程（EOS）仍然可行。迄今为止，大多数精确的NS质量测量显示接近1.4太阳质量的值，但对超大质量NS的可靠测量将限制EOS的可能性。在这里，我们研究如何在微弧秒水平的光学天体测量可以用来映射出的轨道的高质量X射线双星（HMXB），导致NS质量的严格限制。虽然Unwin及其同事和Tomsick及其同事以前的研究讨论了未来空间干涉测量任务应该能够进行这种测量的事实，但目前的工作描述了6个HMXB系统的详细模拟，包括对所有轨道参数的预测约束。我们发现，直接NS质量可以测量到的准确度为2.5%（1西格玛）在最好的情况下（X每），船帆座X-1的6.5%，和10%的其他两个HMXB。
2010-06-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
Equation of state constraints from nuclear physics, neutron star masses, and future moment of inertia measurements
我们探索的约束条件的状态方程（EOS）的丰中子物质的基础上的微观计算核密度和观测的中子星。在以前的工作中，我们表明，预测的基础上，现代核相互作用的手征有效场论和两个太阳质量的中子星的观测结果在一个强大的不确定性范围内的中子星半径和EOS在很宽的密度范围。在这项工作中，我们扩展了这项研究，采用Hebeler等人的分段多面体扩展以及Greif等人的声速模型，表明中子星的转动惯量测量可以显著改善对物态方程和中子星半径的约束。
2020-10-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Mass and radius formulas for low-mass neutron stars
中子星是大质量恒星死亡时产生的，通常被认为是巨大的富中子核。这幅图与低质量（低于太阳质量）的中子星特别相关，在那里预计不会出现非核子成分。由于核子物质的饱和性质，原子核的经验质量和半径可以近似地表示为原子质量数的函数，从而形成著名的原子核液滴图。然而，即使在低质量范围内，也不能直接表示中子星的质量和半径，因为在低质量范围内，结构是由富中子核子物质的压力和重力之间的平衡决定的。如果能同时测量质量和半径，这样的表达式将非常有用。在这里，我们成功地构建了理论公式的质量和半径的低质量中子星从各种模型是一致的经验质量和半径的稳定核。在这个过程中，我们发现了一个新的状态方程参数，它表征了低质量中子星的结构。这一参数在将实验室原子核的质量-半径关系与天体的质量-半径关系联系起来方面起着关键作用，但在今后对低质量中子星的观测中可能会受到限制。
2014-03-31 astro-ph.HE nucl-th
The Golden Era of Neutron Stars: from Hadrons to Quarks
中子星最早是在30年代初被提出的，60年代末被发现为中子星;然而，直到最近，我们才开始了解它们所包含的物质。本次演讲描述了中子星内部液体的一致性图像的持续发展，由四个进展驱动：两个重中子星的观测与质量$\simeq$ 2.0太阳质量;质量和半径的推断同时为越来越多的中子星在低质量X射线双星，未来的测定通过NICER天文台;通过引力波和电磁波谱观测到的中子星合并双星GW 170817，以及QCD中对核物质如何在内部转变为去限制夸克物质的新认识。我们描述了现代夸克-强子交叉状态方程QHC 18和相应的中子星，它们与目前的观测结果符合得很好。
2019-02-04 astro-ph.HE nucl-th
Nucleon Effective Masses in Neutron-Rich Matter
由于丰中子核物质中等矢量强相互作用的时空非定域性，文献中使用了各种等矢量核子有效质量来表征核子对称势或自能的动量/能量依赖性.核子等矢量有效质量的多方面研究具有多学科性质。除了原子核的结构、质量和低激发态以及核反应外，研究高能电子和质子在重核上的散射引起的原子核中短程关联的同位旋依赖性也有助于理解核子的有效质量，特别是富中子物质中的E质量。对各种核子有效质量的深入了解对核物理和天体物理中许多有趣的问题有着多重的影响。我们回顾了近年来核物理界在解决一些关于核子有效质量的激烈争论和长期存在的问题方面取得的一些重大进展，特别是在稠密的富中子物质中。
2018-01-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Testing dark decays of baryons in neutron stars
我们表明，观察质量大于一个太阳质量的中子星放置任何外来的中子衰变模式，可以解释之间的差异束和瓶测量的中子寿命的严格要求。如果中子可以衰变为稳定的、弱相互作用的暗费米子，那么中子星的最大可能质量是0.7个太阳质量，而所有测量良好的中子星质量都超过一个太阳质量。因此，$2 M_\odot$中子星的存在表明，任何超越标准模型的中子寿命之谜的解释都需要暗物质是具有高度约束相互作用的多粒子暗扇区的一部分。
2018-07-09 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Cooling of neutron stars and hybrid stars with a stiff hadronic EoS
在中子星的“核介质冷却”方案中，所有可靠的已知温度-年龄数据，包括仙后座A和XMMU-J 1732超新星遗迹中的中心致密天体的数据，都可以用一组冷却曲线很好地解释，这些曲线是通过在典型观测质量范围内恒星质量的变化获得的。最近测量到的两颗中子星PSR J 1614 -2230和PSR J 0348 -0432的高质量，以及PSR J 0737 - 3039 B和PSR J 1756 -2251的伴星的低质量，为质量在$\sim 1.2$到2 $M_\odot$之间的中子星的存在提供了独立的证据。$M>2 M_{\odot}$值要求中子星物质有足够刚性的状态方程。我们调查的一组中子星冷却曲线的反应，以硬化的核物质状态方程，使最大质量约$2.4 M_\odot$将是可访问的，并解除限制相变，从这样的硬核物质在外核的彩色超导夸克物质在内核。在不重新调整冷却输入的情况下，覆盖刚性DD 2状态方程的所有冷却数据所需的质量范围应包括用于描述CasA快速冷却的$2.426 M_\odot$的质量，而夸克物质核的存在加速了冷却，因此CasA冷却数据用质量为$1.674 M_\odot$的混合星来描述。
2015-03-16 astro-ph.HE nucl-th
Maximum mass cutoff in the neutron star mass distribution and the prospect of forming supramassive objects in the double neutron star mergers
具有测量质量的中子星样本正在迅速增长。利用最新的样本，我们采用了灵活的高斯混合模型和高斯加柯西-洛仑兹分量模型来推断中子星的质量分布，并使用贝叶斯模型选择来探索质量分布的多峰性和锐截止性的证据。这两个模型得出的结果相当相似。与以前的研究一致，我们发现的证据双峰分布连同截止在质量$M_{\rm max}=2.26_{-0.05}^{+0.12}M_\odot$（68%可信区间，高斯混合模型）。如果将这种截止解释为非旋转冷中子星的最大引力质量，则对于总引力质量小于或等于2.7 $M_\odot$的双中子星并合，形成超大质量残余物的前景被发现是相当有希望的，除非热π介子可以大大软化非常热的中子星物质的状态方程。这些超大质量残留物具有典型的动能旋转能量，大约为$1-2\times 10^{53}$尔格。与一个高的中子星合并率约$10^{3}~{\rm Gpc^{-3}~yr^{-3}}$，中子星合并预计是EeV（$10^{18}$ eV）的宇宙射线质子的重要来源。
2020-09-09 astro-ph.HE gr-qc
Neutron star masses in $R^{2}$-gravity
本文讨论了在$R^{2}$ -引力中存在引力质量的不等价定义的问题。本文提出了几种引力质量的定义，并讨论了它们之间的形式关系。然后，我们考虑一个静态和球对称的中子星的具体情况下，数值求解几个值的模型的自由参数的运动方程。我们比较的质量半径关系的特点得到的每一个定义的引力质量，我们评论他们的依赖于自由参数。然后，我们认为$R^{2}$ -引力是讨论一般修正引力理论中引力质量的不等价定义的存在性的一个有价值的代理，并对一般情况给出了一些评论。
2019-11-14 astro-ph.HE gr-qc
The Effect of Supernova Convection On Neutron Star and Black Hole Masses
我们对驱动核心坍缩超新星的对流引擎范例的理解已经被用于预测恒星坍缩的残余质量分布20年了。这些预测随着我们对这个引擎的了解的增加而改进。本文综述了恒星坍缩过程中对流（特别是对流增长率）的研究现状，并研究了其对恒星剩余质量分布的影响。我们展示了中子星和黑洞之间的质量间隙的深度如何有助于探测这种对流增长。我们包括恒星结构和恒星燃烧引起的对流种子的随机性的影响的研究。我们研究了旋转的作用及其对不稳定质量间隙的影响。在将恒星自转限制在紧双星中的情况下，我们确定了自转对残余质量分布的影响。
2022-04-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mapping dynamical ejecta and disk masses from numerical relativity simulations of neutron star mergers
我们提出了拟合公式的动力学喷出物的性质和残余磁盘质量从最大的数值相对论模拟的样本。所考虑的数据包括一些最新的模拟与微物理核状态方程（EOS）和中微子输运以及其他结果与多方EOS在文献中。我们的分析表明，广泛的功能的动态喷出物和磁盘的属性可以捕获拟合表达式，依赖于质量比和约化潮汐参数。文献数据的对比分析表明，微物理和中微子吸收的动力学喷出物的性质有显着的影响。微物理核状态方程导致平均速度小于多方状态方程，而包括中微子吸收导致较大的平均喷出物质量和电子分数。因此，微物理和中微子输运是必要的，以获得定量模型的喷出物的二元参数。
2021-11-11 astro-ph.HE gr-qc
S-wave kaon condensation in neutron-star matter within a chiral model framework with dynamical meson masses
Center for Nuclear Research, Department of Physics, Kent State University（肯特州立大学核研究中心物理系）；Department of Physics, Kent State University（肯特州立大学物理系）；Department of Physics, MRPD Government College Talwara（塔尔瓦拉MRPD政府学院物理系）；Department of Physics, University of Houston（休斯顿大学物理系）；Department of Physics, Catholic Institute of Technology（天主教理工学院物理系）；Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）；ICRANet（国际相对论天体物理中心网络）
本文基于改进的手征平均场模型研究了双星物质中S波K介子凝聚，分析了超子、μ子和K介子凝聚对方程状态、中子星质量和半径关系及热演化的影晌，探讨了介子质量与模型参数对凝聚起始密度的影响。
2026-03-23 astro-ph.HE nucl-th
The Equation of State from Observed Masses and Radii of Neutron Stars
我们从六颗中子星的非均匀数据集确定了经验稠密物质状态方程：Ozel等人研究的三个I型X射线爆发，光球半径膨胀，和三颗短暂的低质量X射线双星我们严格评估的质量和半径的决定，从X射线爆发源，并明确显示系统的不确定性，如光球半径在着陆，影响最可能的质量和半径。我们引入了一个参数化的状态方程，并使用马尔可夫链蒙特卡罗算法在贝叶斯框架内，以确定核参数，如不可压缩性和密度依赖的体对称能量。使用这个框架，我们表明，第一次，这些参数，预测完全基于天体物理观测，都在预期的范围内从核系统学和实验室实验。我们发现中子星的质量-半径关系的重要限制，因此对致密物质的压力-密度关系。在饱和密度附近的对称能和状态方程是软的，因此当M=1.4 Msun时，中子星的半径相对较小，约为11-12 km.然而，预测的状态方程在更高的密度下变硬，我们首选的X射线爆发模型表明，中子星的最大质量相对较大，为1.9-2.2 Msun。我们的结果意味着几个常用的状态方程是不一致的观察。
2010-09-09 astro-ph.HE nucl-th
Combining Electromagnetic and Gravitational-Wave Constraints on Neutron-Star Masses and Radii
我们执行联合贝叶斯推断的中子星质量和半径的约束条件的基础上GW 170817，静态低质量X射线双星（QLMXB），光球半径膨胀X射线爆发（PRE），和X射线定时观测J 0030 +0451的观测。使用该数据集，先验分布的形式仍然对后质量-半径（MR）曲线和状态方程（EOS）有影响，但这种影响小于最近单独考虑QLMXB时获得的影响。我们分析了电磁数据的一致性，包括“内在散射”的不确定性的贡献，并发现只有轻微的扩大后验。这表明，引力波和电磁观测的中子星结构提供了一个一致的图片的中子星质量半径曲线和状态方程。
2020-11-17 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Relativistic Mean-Field Models with Scaled Hadron Masses and Couplings: Hyperons and Maximum Neutron Star Mass
本文用相对论平均场方法研究了任意同位素组成的冷核物质的状态方程，强子质量和耦合常数自洽地依赖于标量平均场。所有强子的质量都随标量场的增大而普遍减小，而介子-核子耦合常数则有不同的变化。更具体地说，我们专注于两个修改的KVOR模型研究以前。该模型的一个扩展（KVORcut）表明，如果标量场幅度随密度的增加从上面有界于饱和核密度以上的重子密度的某个值，则状态方程变硬。如果核子矢量-介子耦合常数作为标量场的函数而迅速变化，稍高于所需值，则可以实现这一点。另一个版本的模型（MKVOR）利用了在核饱和密度下较小的核子有效质量值和由核子等矢量-介子耦合常数的强烈变化引起的同位旋非对称物质中标量场的饱和，该耦合常数是标量场的函数。讨论了中子星内部物质超电离的可能性。我们的状态方程满足大多数已知的经验约束，包括压力-密度约束的重离子碰撞，直接Urca约束，引力重子质量的脉冲星J 0737 - 3039 B的约束，和中子星的最大质量的约束。
2016-03-16 astro-ph.HE nucl-th
Neutron Star Masses and Radii from Quiescent Low-Mass X-ray Binaries
我们进行了系统的分析，中子星半径的限制，从五个静态的低质量X射线二进制文件，并检查他们如何依赖于测量他们的距离和数量的干预吸收材料，以及他们假设的大气成分。我们构建和校准发表的结果的半解析模型的中子星大气近似这些影响的预测质量和半径。从静止源的氢-大气光谱拟合建立的质量和半径概率分布开始，我们应用这个模型来计算交替的概率分布。我们进行贝叶斯分析，以估计中子星质量半径曲线和状态方程（EOS）参数，最适合每组分布，假设存在一个已知的低密度中子星地壳EOS，一个简单的模型，高密度EOS，因果关系，和观察到的中子星最大质量超过$2~M_\odot$。我们计算的后验概率为每组距离测量和假设的吸收和成分。我们发现，在我们的假设和我们的参数化EOS模型的背景下，一些吸收模型是不利的。我们发现，相对于那些具有强相变的奇异物质，由强子组成的中子星更受青睐。此外，所有五颗恒星都有氢大气的模型被发现不太受欢迎。我们最有可能的模型预测的中子星半径是一致的，与目前的实验结果，核子-核子相互作用的性质附近的核饱和密度。
2014-03-19 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Rotating neutron stars with exotic cores: masses, radii, stability
回顾了在各种稠密物质理论中得到的一组具有奇异核的刚性旋转中子星的理论质量-半径关系。使用两个基本的观测约束：最大测量旋转频率（716 Hz）和最大测量质量（$2\;M_\odot$）。介绍了中子星半径测量的现状。回顾了广义相对论中的恒星刚性旋转理论，指出了慢转近似的局限性。用几种模型描述了具有超子和夸克核的旋转中子星的质量-半径关系。还提到了壳核匹配不唯一的问题。总结了质量脱落不稳定性和轴对称扰动不稳定性对刚体转动的限制。详细讨论了不稳定性和背弯现象的问题。本文综述了中子星核在一级相变（纯相和混合相）情况下的亚稳性和不稳定性。讨论了旋转中子星的两个不相交族（支）的情况，并考虑了中子星族和由不稳定性触发的核震的一般特征。
2016-03-29 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Masses, Radii, and Equation of State of Neutron Stars
我们总结了我们目前对中子星质量和半径的认识。最近的仪器和计算的进步导致了快速增加的发现率和精确计时的射电双星在过去几年中，导致大量的质量测量。这些发现表明，中子星的质量分布比以前认为的要宽得多，现在有3颗已知的中子星的质量在1.9-2.0 Msun的范围内。就半径而言，X射线卫星提供的大量高质量数据集以及理论建模方面的重大进展导致测量取得了相当大的进展，使测量范围达到9.9-11.2公里，并由于对系统误差来源的更好理解而缩小了测量的不确定性。大质量中子星的发现，更严格的半径测量，以及对致密物质性质的改进的实验室限制，已经对我们理解密度高于原子核的冷核物质的组成和整体性质产生了重大影响，这是现代物理学中一个尚未解决的主要问题。
2016-03-08 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
