Bayesian Inference of fine-features of dense matter EOS from future high-precision data of neutron star radii
Yuncheng University（运城学院）；Guangxi Normal University（广西师范大学）；Southeast University（东南大学）
本研究在贝叶斯框架下，利用元模型物态方程和模拟高精度中子星半径数据，探究未来高精度观测对致密物质物态方程精细特征的约束能力，并报告相关研究亮点。
2026-08-06 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
A three-parameter characterization of neutron stars' mass-radius relation and equation of state
本文提出用最大质量中子星的质量、半径及半最大质量星半径三个参数刻画一大类中子星状态方程，并建立从质量-半径关系到EoS的普适半解析逆映射，据此利用现有观测对高密度EoS给出新约束。
2024-08-01 astro-ph.HE nucl-th
New class of hybrid EoS and Bayesian M-R data analysis
我们系统地探讨了一类新的两相状态方程（EoS）的混合星，其特点是由三个主要特征：（1）由于夸克交换效应，核EoS在过饱和密度下变硬（泡利阻塞）之间的强子，由排除体积校正建模，（2）由于多夸克相互作用，夸克物质在高密度下的硬化;（3）具有早期开始和大密度跳跃的强一级相变的可能性。第三个特征来自麦克斯韦构造，用于从核到夸克物质相的可能跃迁，其性质分别取决于用于（1）和（2）的两个参数。改变这两个参数，得到一类混合EoS，产生解决方案的托尔曼-奥本海默-托洛霍夫（TOV）方程的序列强子和混合星的质量半径图，其中涵盖了全方位的模式，根据Alford-Han-Prakash分类，其中一个混合星分支可以是不存在的，连接或断开与强子之一。后一种情况通常包括一个微小的连接分支。不连通的混合星分支，也被称为“第三家族”，对应于具有相同引力质量但不同半径的高质量双星。我们进行了贝叶斯分析，并证明了这样一对高质量的双星的观察将有足够的鉴别力，有利于混合EoS与一个强大的一阶相变替代EoS。
2016-03-10 astro-ph.HE nucl-th
Bayesian Inferences on Analytical Equations of State Approximations of Neutron Stars
Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram（印度科学教育研究所特里凡得琅分校）；Vidyasagar College（维迪亚萨加尔学院）
本研究提出一种通用分段连续参数化形式来近似致密物质状态方程，并通过两种贝叶斯方法验证其准确性，发现不同状态方程共享共同结构。
2026-09-22 astro-ph.HE nucl-th
Bayesian inference of neutron star crust properties using an ab initio-benchmarked meta-model
本文通过引入基于第一性原理计算的低密度修正改进了中子星壳层EoS元建模框架，利用贝叶斯推断结合多源约束显著降低了内壳层性质的不确定性，为解释高精度多信使数据提供了稳健方法。
2025-08-13 astro-ph.HE nucl-th
From chiral EFT to perturbative QCD: a Bayesian model mixing approach to symmetric nuclear matter
本文提出一种相关贝叶斯模型混合框架，利用高斯过程整合手征有效场论和微扰QCD的状态方程，生成对称核物质的平滑且因果的QCD状态方程，并讨论扩展应用。
2025-03-31 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Bayesian Inference of Phenomenological EoS of Neutron Stars with Recent Observations
恒星内部的描述一直是核天体物理学界面临的一个巨大挑战。巩固的知识仅限于密度区域周围的饱和度的强子物质$ρ_{0} = 2.8\times 10^{14} {\rm\ g\ cm^{-3}}$，制度，我们的核模型成功地应用。当我们向更高的密度和极端的条件发展，达到$ρ_{0}$的5到20倍时，关于这种物体的微观物理学就几乎没有什么可说的了。本文采用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法研究了中子星状态方程多变三分量模型的变率。与一个固定的强子物质的描述，我们探讨了各种模型的高密度制度导致恒星质量高达$2.5\ M_{\odot}$。此外，我们还讨论了异方差误差下贝叶斯幂回归模型的应用。来自激光干涉引力波天文台（LIGO）的一组EoS被用作输入，并被视为测试用例的数据集。
2022-05-05 astro-ph.HE nucl-th
Note on fast spinning neutron stars with unified equations of states
为了将最新的脉冲星观测结果与已发展的中子星状态方程（EoS）相对应，我们采用了核壳统一的四种EoS，即BCPM、BSK 20、BSK 21和Shen-TM 1，以及文献中广泛使用的两种非统一EoS，即APR和GM 1，它们通常与Negele-Vautherin和Baym-Pethick-Sutherland地壳EoS相匹配。所有的核心Eos都满足最近对两颗质量被精确测量的大质量恒星的观测约束。我们发现，NS质量赤道半径的关系略有影响的平滑核壳匹配界面。此外，在地壳EoS和匹配接口的不确定性带来微不足道的变化，即使在最大旋转（开普勒）配置。我们还发现，对于所有四个统一的EOS，旋转可以增加恒星的引力质量高达$18\%-19\%$和赤道半径的$29\%-36\%$，这是与以前的计算使用非统一的EOS一致。对于质量为1.4 M $_{\odot}$的恒星，半径增加更为明显，达到$41\%-43\%$，即$5-6$ km。此外，通过面对的结果，使用统一的EOS，这给出了正确的经验值在饱和密度，两个有争议的确定半径的快速旋转4U 1608-52，我们解决了一个小的半径可能是更好地证明了这个源。
2018-01-20 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Microscopic constraints for the equation of state and structure of neutron stars: a Bayesian model mixing framework
Ohio University（俄亥俄大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
提出贝叶斯模型混合框架，结合手征有效场论和微扰QCD约束中子星物质状态方程，采用高斯过程量化不确定性，并推导质量-半径关系。
2026-06-08 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Holographic equations of state and astrophysical compact objects
我们用全息QCD中计算的状态方程（EoS）求解了Tolman-Oppenheimer-Erosoff方程。其目的是使用紧凑的天体物理对象，如中子星作为一个指标，以测试全息状态方程。我们首先从密集的D4/D8/ \textoverline {D8}模型中尝试EoS。然而，在这种情况下，我们无法找到一颗稳定的致密恒星，一颗满足零压力条件的恒星，其半径为$R$，$p(R)=0$，在合理的半径范围内。这意味着D4/D8/ \textoverline {D8}模型的EoS可能不支持任何稳定的致密星，或者可能支持一个半径非常大的恒星。这可能是由于D4/D8/ \textoverline {D8}模型中标量场或双π交换的吸引力不足。然后，我们考虑了具有不同夸克味数的D4/D 6型模型$N_f=1,2,3$。虽然全息星的质量和半径都比正常的中子星大，但D4/D 6型EoS是一颗稳定的致密星。
2011-08-31 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Bayesian Analysis of Hybrid EoS based on Astrophysical Observational Data
我们进行了贝叶斯分析的概率措施紧凑的恒星状态方程使用新的，分离的质量和半径的约束。分析使用一个简单的混合状态方程的参数化，调查的可能性，在紧凑型恒星的一阶解除禁闭过渡。后一个问题与在重离子碰撞中仔细研究的QCD相图中可能存在的关键终点有关。
2014-08-28 astro-ph.HE
Empirical radius formulas for canonical neutron stars from bidirectionally selecting EOS features in extended Bayesian analyses of observational data
本研究通过扩展贝叶斯分析并结合双向逐步特征选择、LASSO回归和神经网络方法，基于中子星观测数据，构建了典型中子星半径$R_{1.4}$的数据驱动经验公式，并发现对称能曲率$K_{sym}$是决定$R_{1.4}$的最关键参数。
2023-10-23 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Constraining a relativistic mean field model using neutron star mass-radius measurements I: Nucleonic models
本文基于场论微观核子EOS模型，利用NICER和引力波观测约束对称核物质EOS，并探讨未来X射线望远镜对EOS和核对称能的强约束潜力。
2024-03-22 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
The special point on the hybrid star mass--radius diagram and its multi--messenger implications
我们证明了混合中子星质量-声速（M-R）曲线相交的特殊点（SP）的存在性，并研究了该点的位置.我们表明，对于一个三参数CSS模型的位置SP在M-R图的强子EoS的选择在很大程度上是独立的，但在依赖于夸克物质EoS的刚度，它跨越一个区域，我们确定。我们发现，最大质量和SP质量之间的差异取决于在开始解除禁闭的质量，使上限为$0.19~M_\odot$的这种差异，从中推导出的混合星的半径的下限。再加上强子星半径的下限，来自一类相当软的强子EoS，包括超子，我们确定了一个区域中的M-R图，只能被混合星。因此，我们认为，对大质量脉冲星PSR J 0740 +6620在8.6-11.9 km范围内的NICER半径测量表明，该脉冲星是一个混合的中子星，在内核中有去夸克物质。
2020-10-04 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
A New Bayesian Framework with Mass-Radius-Space Priors to Constrain the Neutron Star Equation of State
Stony Brook University（石溪大学）；University of Washington（华盛顿大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文提出了一种基于自然先验的新型贝叶斯框架，通过直接参数化质量-半径空间来推断中子星方程 of 状态，提高了计算效率并减少了对先验选择的依赖。
2026-10-20 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Bayesian Inference of the Symmetry Energy of Super-Dense Neutron-Rich Matter from Future Radius Measurements of Massive Neutron Stars
利用中子星核的参数化状态方程（EOS），采用贝叶斯统计方法，从三组代表各种核多体理论典型预言的假想质量-半径关联数据，即半径保持不变，在1.4 M $_{\odot}$和2.0 M $_{\odot}$之间，随着$\pm 15\%$内NS质量的增加而减少或增加。随着NS质量从1.4 M $_{\odot}$增加到2.0 M $_{\odot}$，相应的平均密度快速、缓慢或略微降低。本文以GW 170817和NICER标准中子源半径数据为参考，研究了未来的大质量中子源半径测量将如何提高我们对超密丰中子核物质的状态方程，特别是其对称能量项的认识，与人们已经从分析GW 170817和NICER数据中了解到的相比。虽然从三个数据集推断的对称核物质（SNM）的状态方程大致相同，但在$2ρ_0$以上的密度下，相应的高密度对称能有很大的不同，这表明大质量NS的半径携带了关于核对称能高密度行为的可靠信息，而SNM状态方程的其余不确定性的影响很小。
2020-07-02 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Bayesian inference of dense matter EOS encapsulating a first-order hadron-quark phase transition from observables of canonical neutron stars
【目的】利用LIGO/VIRGO、NICER和Chandra等机构报道的典型NS半径数据，推导描述强子-夸克一阶相变的致密丰中子物质状态方程的后验概率分布函数（PDF）和9个参数的相关性。我们还推断了1.4 M $_{\odot}$ NS中的夸克物质（QM）质量分数及其半径，并预测了它们在更大质量NS中的值。[方法]在贝叶斯统计框架下，采用马尔可夫链蒙特卡罗抽样方法，利用元模型生成强子和量子态观测系统。一个明确的同位旋相关的参数状态方程的$npeμ$物质在NS在$β$平衡连接通过麦克斯韦建设的QM状态方程所描述的恒定声速（CSS）模型的Alford，汉和Prakash。[结果]（1）在68%置信水平下，强子-夸克跃迁密度$ρ_t/ρ_0$和相对能量密度跃迁$\De\ep/\ep_t$的最可几值分别为$ρ_t/ρ_0=1.6^{+1.2}_{-0.4}$和$\De\ep/\ep_t=0.4^{+0.20}_{-0.15}$。相应的概率分布的QM分数在1.4 M $_{\odot}$ NS峰值约0.9在10公里的球体。与$ρ_t$和$\De\ep/\ep_t$的PDF强相关，QM声速平方$\cQMsq/c^2$的PDF在$0.95^{+0.05}_{-0.35}$处达到峰值，并且小于1/3的总概率非常小。(2)强子的概率密度函数与量子态方程参数之间的相关性很弱。【结论】现有的天体物理数…
2021-02-16 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Maximal mass of neutron stars constrained by neutron star observations
HUN-REN Wigner RCP（匈牙利科学院维格纳研究合作中心）；Institute of Technology, MATE（马特大学技术学院）
通过贝叶斯加权框架分析中子星质量-半径序列端点的概率分布，研究高密度物质方程状态的约束，确定最大中子星质量及对应半径的分布。
2026-07-09 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
How Neutron Star Radii Encode the Dense-Matter Equation of State and Hadron-Quark Transition
Department of Physics and Astronomy, East Texas A&M University（东德克萨斯农工大学物理与天文系）
本研究借助贝叶斯框架与元模型物态方程，探究未来高精度中子星半径测量如何编码致密物态方程微观信息及强子-夸克一级相变，构建逆映射分析参数敏感性与拓扑关联，明确半径测量的科学回报层级与局限。
2026-09-30 astro-ph.HE hep-ph nucl-ex
Bayesian Constraints on the Neutron Star Equation of State with a Smooth Hadron-Quark Crossover
Department of Physics；Astronomy, East Texas A \& M University, Commerce, TX 75429, USA
本文通过贝叶斯推断，在统一框架下约束中子星物质方程 of 状态，结合引力波数据和观测结果，探讨核对称能量密度依赖性及高密度物理参数的约束情况。
2026-04-21 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Universal Relations for the Increase in the Mass and Radius of a Rotating Neutron Star
自转导致中子星的质量和赤道半径增加。质量和半径敏感地依赖于冷的致密物质的未知状态方程（EOS）。然而，由于旋转引起的质量和半径的增加几乎与EOS无关。物态方程的独立性引出了中子星普适性的概念。本文计算了中心密度为常数的旋转中子星序列。我们使用一组随机生成的状态方程，构造简单的修正因子，对非旋转中子星的流体静力平衡方程计算出的质量和半径进行修正。修正因子仅取决于非自转恒星的质量和半径，几乎与状态方程无关。这使得在EOS推理代码中包含旋转中子星的观测在计算上是便宜的。我们还构建了一个映射从测量的质量和半径的旋转中子星到相应的非旋转的恒星。如果测量许多不同自旋的中子星的质量和半径，这种映射就有可能构造出零自旋质量-半径曲线。我们表明，在极地和赤道半径的变化是对称的，在极地半径收缩的速度相同，赤道半径的增长。这种对称性与赤道紧致度（质量与半径之比）在一个等密度序列上几乎是常数的观察有关。
2022-08-08 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic hybrid stars in light of the NICER PSR J0740+6620 radius measurement
我们探讨了最近的半径测定PSR J 0740 +6620的NICER实验结合PREX-II实验的中子皮肤测量和相关的推理的对称性能量的斜率的影响，混合星的结构与一个强大的一级相变从核子到夸克物质。我们将协变的密度泛函核子状态方程与夸克物质的常声速状态方程结合起来。我们表明，从GW 170817得到的半径和潮汐变形范围可以调和的PREX-II实验的含义，如果有一个相变的夸克物质的低质量致密星。在高质量段中，EoS需要具有刚性，以符合质量为$M\simeq 2M_{\odot}$和$M\simeq 1.4M_{\odot}$的PSR J 0740 +6620和J 0030 +0451的大半径推断。我们表明，双星不排除，但质量和半径范围（与$M \geq M_\odot$）被限制在狭窄的域$ΔM_{\rm twin} \lesssim 0.05 M_\odot$和$ΔR_{\rm twin} \sim 1.0$ ~km。我们还表明，在声速平方值为$s=0.6$和$s=1/3$的情况下，孪生配置的存在与GW 190814事件中的光伴星是一颗混合星是相容的。
2021-12-22 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Optimal neutron-star mass ranges to constrain the equation of state of nuclear matter with electromagnetic and gravitational-wave observations
利用一个非常大的物理上合理的状态方程（EOSs）包含超过$10^{7}$成员，并产生超过$10^{9}$恒星模型库，我们进行了调查的影响，通过电磁观测的中子星半径测量可以对状态方程的核物质。预计正在进行的\textit{Neutron Star Interior Composition Explorer}飞行任务不久将进行这种测量，并将补充引力波探测对地球观测系统的限制。由于我们的EOS库的统计范围很大，我们可以获得对通常假设的第一个定量估计，即在测量质量最大的中子星（尽管很罕见）的半径时，EOS的高密度部分受到最好的约束，质量为$M\gtrsim2.1\,M_\odot$。同时，我们发现，中子星的半径测量质量$M\simeq1.7-1.85\,M_\odot$可以提供最强的约束的低密度部分的状态方程。最后，我们量化了未来任务的半径测量如何进一步提高我们对核密度下物质状态方程的理解。
2019-08-08 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Bayesian inference of neutron-star observables based on effective nuclear interactions
本研究基于SHF、KIDS和RMF三种有效核相互作用模型，用贝叶斯方法约束中子星观测数据，获得核物质状态方程参数，并分析了模型依赖性。
2023-05-05 astro-ph.HE nucl-th
A Bayesian inference of relativistic mean-field model for neutron star matter from observation of NICER and GW170817/AT2017gfo
对双中子星合并的光学和近红外观测不仅丰富了我们对宇宙中重元素丰度的认识，或有助于揭示通常所知的合并后的残留天体，而且可以有效地约束合并恒星内部致密核物质的性质和状态方程。在核物质的相对论平均场描述的基础上，我们利用第一个多信使事件GW 170817/AT 2017 gfo，结合NICER质量半径测量，对状态方程和核物质性质进行了贝叶斯推断. kilonova是由一个辐射传输模型与动态喷出物，光变曲线连接到EOS通过喷出物的属性（喷出的质量，速度，不透明度或电子分数）和二元参数（质量比和减少潮汐变形）之间的准普遍关系。结果表明，AT 2017 gfo分析得到的潮汐变形能力的后验分布呈现双峰结构，第一个峰被GW 170817数据增强，导致后验EOS略有软化，而第二个峰则不能被经验范围内具有饱和特性的核EOS所达到。由于大质量脉冲星PSR J 0740 +6620，在我们的分析中包含NICER数据导致EOS后部硬化。通过对这些观测数据的分析，给出了核饱和密度下的核不可压缩性、对称能及其斜率以及核子有效质量的结果。
2022-12-15 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Neural network reconstruction of the dense matter equation of state from neutron star observables
强相互作用冷、热超密QCD物质的物态方程仍然是核天体物理领域的一个重大挑战。随着对中子星质量、半径和潮汐形变率测量的进展，电磁波和引力波观测表明，中子星在制约超致密QCD物质的起源中起着重要作用。在这项工作中，我们提出了一种新的方法，利用深度学习技术从质量半径（M-R）观测中重建中子星EoS。我们采用神经网络（NN）代表EoS在一个独立的模型的方式，在$\sim$ 1-7倍的核饱和密度的范围内。实施无监督自动微分（AD）框架以优化EoS，从而通过TOV方程产生最适合观测的M-R曲线。我们证明了这种方法的工作原理是在模拟数据上重建EoS，即，质量-半径对源自随机生成的多方EoS。重建的EoS以合理的精度拟合模拟数据，仅使用11个模拟M-R对观测值，接近当前实际观测值的数量。
2022-09-02 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Spherical configuration of a super-dense hot compact object with particular EoS
状态方程（EoS）$P = P (ρ, ...)$ --压力作为密度和其他物理量的函数--是产生超致密致密恒星体（宇宙灾难的残余物）质量半径分布$M (R)$特殊性的原因。根据最近的核实验，我们提出了一种特殊的EoS，它允许以密度$ρ_c$和温度$T_c$为特征的临界态，并在一定条件下允许超致密物质在“液相”中径向分布。我们建立这样的条件，并证明了一个稳定的配置确实是可能的（仅）小于临界温度。本文利用流体静力平衡的Tolman-Oppenheimer-Schmidoff方程，导出了质量小于太阳的超致密致密天体$M \ll M_{\odot}$的质量-半径关系。所得结果在重离子碰撞实验和丰中子物质理论研究的范围内。
2016-03-10 astro-ph.HE nucl-th
Feasibility of Dark Matter in Neutron Stars: A Quantitative Analysis
本研究通过相对论平均场等模型定量分析暗物质对中子星性质的影响，结合引力波与X射线观测数据修正模型，验证C-Love关系的有效性，还探究了sigma-cut势和星震振荡模式的作用，为理解中子星内部与暗物质提供新依据。
2025-02-23 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Astrophysics equation of state inference with Bayesian chiral effective field theory uncertainties
Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；ExtreMe Matter Institute EMMI, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（极端物质研究所EMMI，GSI重离子研究中心有限公司）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）
本文研究了利用贝叶斯奇偶有效场论不确定性推断天体物理方程状态，结合LIGO/Virgo、NICER和脉冲星质量观测数据，探讨了方程状态分布及对质量-半径后验结果的影响。
2026-07-31 astro-ph.HE nucl-th
Constraining free parameters of a color superconducting non-local Nambu-Jona-Lasinio model using Bayesian analysis of neutron stars mass and radius measurements
本文通过贝叶斯分析约束色超导非局域Nambu-Jona-Lasinio模型的两个自由参数，利用NICER中子星质量-半径数据确定有利参数，并发现常声速状态方程可近似该模型、给出参数映射关系及特殊点性质的推广。
2022-11-10 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Was GW170817 a canonical neutron star merger? Bayesian analysis with a third family of compact stars
我们调查的可能性，GW 170817没有合并的两个传统的中子星（NS），但涉及至少一个，如果不是两个混合星与夸克物质的核心，甚至可能属于第三家庭的紧凑型恒星。为此，我们开发了一种贝叶斯分析方法，用于选择最可能的状态方程（EoS）下的一组约束条件，从紧凑的恒星物理学，现在还包括潮汐变形能力从GW 170817和第一个结果的质量和半径的测定PSR J 0030 +0451的NICER。我们首次将这种方法应用于一个双参数的混合EoS族，该混合EoS族基于强子物质的核子排斥体积DD 2模型和夸克物质的色超导广义nlNJL模型。该模型有一个可变的发病deconfinement，可以模仿面食阶段的影响，在质量半径（$M-R$）图的第三个家庭的混合星的可能性。本文的主要发现是：（1）在双星合并的潮汐形变图中，给定质量的多组态（孪生）对应于一组不连续的线，因此来自同一质量范围的合并事件可能导致具有不同峰值位置的概率景观; 2）具有上述观测约束的贝叶斯分析有利于解除禁闭转变的早期开始，在质量为$M_{\rm onset}\le 0.8~M_\odot$时，在观测到的中子星质量范围内，$M-R$关系与软强子APR EoS几乎不可区分; 3）NICER实验的一些虚构的测量结果，其中$1σ$范围是当前值的一半，并且不同的质量和半径将改变后验似然性，使得具有在$M_{\rm onset} = 1.1 - 1…
2020-06-11 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Learning about neutron star composition from the slope of the mass-radius diagram
本研究通过分析中子星质量-半径曲线斜率$dM/dR$探究中子星组成，结合两类相对论平均场状态方程与观测约束，发现1.4倍太阳质量处正斜率或指示非核子自由度存在，对称能曲率是区分不同组成的关键核物质性质。
2025-10-28 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Causality alone bounds the maximum radius difference between different-mass neutron stars
University of Stavanger（斯塔万格大学）；University of Coimbra（科英布拉大学）
研究假设共同因果状态方程（EoS）如何关联不同质量中子星半径，并基于手征有效场论（χEFT）在饱和密度附近的EoS，推导出半径差的闭合上界，从而减少独立观测的不确定性。
2026-06-25 astro-ph.HE
CompactObject: An open-source Python package for full-scope neutron star equation of state inference
CompactObject是一个开源Python软件包，通过整合天体物理观测与核物理理论约束，提供EOS生成、TOV求解和贝叶斯推断三个独立组件，实现全范围中子星状态方程约束。
2024-11-14 astro-ph.HE astro-ph.IM nucl-th
Impact of the PSR J0740+6620 radius constraint on the properties of high-density matter
PSR J 0740 +6620是已知质量最大的脉冲星，其X射线脉冲轮廓模型最近使用NICER和XMM-牛顿天文台的数据测量了其半径。我们调查这种测量的中子星状态方程（EoS）的影响，采用基于高斯过程的非参数EoS模型，并结合其他X射线，无线电和引力波观测中子星的信息。我们的分析温和地反对支持质量-半径关系中的断开的混合星分支的EOS，强相变的代理，具有$6.9$的贝叶斯因子。对于这样的EOS，从强子到杂化分支的过渡质量被限制在（$1,2$）$M_{\odot}$之外。我们还发现，共形声速边界内中子星的核心，这意味着核心的物质是强烈的相互作用被违反。在$3.60^{+2.25}_{-1.89}$乘以90%可信度的核饱和密度时，声速的平方达到最大值$0.75^{+0.25}_{-0.24}\, c^2$。由于除了引力波观测外，所有的观测都倾向于一个相对刚性的EoS，PSR J 0740 +6620的中心密度只有$3.57^{+1.3}_{-1.3}$乘以核饱和度，限制了在$β$ -平衡状态下的冷的非旋转中子星的密度范围。
2021-09-07 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
EoS's of different phases of dense quark matter
致密恒星的内部具有显着的高密度，可以引起夸克退禁闭相，可以打开一个窗口，研究强相互作用的致密核物质。最近对PSR J1614-2230和PSR J 0348 +0432这两颗双星质量的观测，对它们的组成提出了很大的限制，因为它们的状态方程必须足够硬，才能支持至少两个太阳质量的质量。夸克的出现往往会软化状态方程，但由于它们的强相互作用，不同的相位可以用新的参数来实现，这些参数会影响相应的状态方程，并最终影响质量-半径关系。在本文中，我将审查如何的状态方程的致密夸克物质的物理特性的影响，可以发生在不同的重子密度与存在和不存在的磁场的相位，以及它们与相应的质量-半径关系，这可以通过使用不同的模型推导。
2017-03-27 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Confronting new NICER mass-radius measurements with phase transition in dense matter and twin compact stars
本文用允许强一阶相变的混合状态方程模型对比NICER脉冲星质量-半径数据，发现两种情景下模型支持孪生星作为半径差异的自然解释。
2025-02-05 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Equation-of-state-informed pulse profile modeling
Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学安东·潘内科克天文研究所）；University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；SRON（荷兰空间研究所）；Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；ExtreMe Matter Institute EMMI, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（GSI重离子研究中心极端物质研究所EMMI）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）
本文提出一种结合方程状态的先验信息的脉冲轮廓建模方法，通过正常化流改进现有流程，以提高对中子星参数的约束并降低计算成本。
2026-03-25 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
The neutron star inner crust: an empirical essay
在这项工作中，我们研究如何的小贡献的内壳的总状态方程（EoS）的中子星影响其质量半径关系，集中在1.4 $M_\odot$的正则质量。我们建立经验EoS的类型- $p = Kε^γ + b$ -在0.003 fm $^{-3}~<~n~<~$ 0.08 fm $^{-3}$的范围内，并计算在这个区域的声速。我们看到，声速的不同行为可以影响典型恒星的半径超过1.1公里。这个结果可以帮助我们理解GW 170817的极端结果，其中一些研究表明典型恒星的半径不能超过11.9 km。
2021-08-16 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
A new class of hybrid EoS with multiple critical endpoints for simulations of supernovae, neutron stars and their mergers
在有限重子化学势$μ_B^h < μ_B < μ_B^q$范围内，通过在低密度的软强子物态方程和高密度的具有色超导性的硬夸克物态方程之间的双区抛物插值，得到了混合中子星物质的物态方程族.我们考虑两个方案对应于一个交叉和一个强的一阶夸克和强子之间的过渡阶段考虑在有限和零温度。这使我们能够分析有限熵对NS的EoS和质量-半径关系的影响。我们表明，形成的颜色超导状态的夸克物质驱动的熵守恒的条件下更高的温度比在正常的夸克物质的情况下，在超新星爆炸的物质的演化。在所提出的混合EoS的情况下，区域的QCD相图可以访问超新星和NS合并，也可以达到在地面实验与相对论性重离子碰撞。
2022-05-06 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
From Neutron Star Observables to the Equation of State. II. Bayesian Inference of Equation of State Pressures
观测中子星的主要目标之一是推断其内部冷的超密度物质的状态方程。本文提出了一种贝叶斯统计方法，从模拟中子星质量和半径的样本中推断出五种固定密度下的压力。我们发现，虽然五多变段需要在没有任何先验知识的EoS的最大灵活性，正则化也是必要的，以确保简单的基本EoS不过度参数化。对于理想的数据与小的测量不确定性，我们表明，在大约两倍的核饱和密度，rho_sat的压力，可以推断出在0.3德克斯许多实现的潜在来源的不确定性。具有显著相变的更复杂的EoS的压力也可以推断为在~ 30%内。我们还发现，边缘化的多维参数空间的压力，推断质量半径的关系可能会导致偏差的半径近1公里，朝向更大的半径。使用完整的五维后验似然避免了这种偏差。
2017-04-03 astro-ph.HE
Bayesian Inference of Hybrid Star Properties from Future High-Precision Measurements of Their Radii
Yuncheng University（运城学院）；Guangxi Normal University（广西师范大学）；Southeast University（东南大学）
本文通过贝叶斯推断分析，探讨高精度中子星半径测量对强子-夸克相变及方程状态约束的影响，发现高精度测量显著收紧相关参数，但夸克物质刚度不受影响。
2026-01-13 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Theoretical constraints on properties of low-mass neutron stars from EOS of inner crust matters
利用四种典型的内壳物质状态方程，从理论上研究了低质量中子星性质的约束。根据致密星质量-半径序列中中子星与白矮星之间存在较大差距这一事实，明确指出了致密星的中心密度与恒星半径的禁区，即在$10^{12}~kg/m^3$ ~ $10^{17}~kg/m^3$范围内，自然界中不存在中心密度的致密星。也没有半径在400公里到2000公里之间的致密星。结果表明，对于中心密度为亚核密度的低质量中子星，恒星质量主要取决于高密度区状态方程的软度（$ > 10^{16}~\textrm{kg.m}^{-3}$），而恒星半径则取决于低密度区状态方程的软度（$ < 10^{16}~\textrm{kg.m}^{-3}$）.对于质量接近最小质量的稳定中子星，开普勒周期为几百毫秒，转动惯量为$10^{37} kg\cdot m^{2}$数量级，表面引力红移为$10^{-4}$数量级。
2017-07-01 astro-ph.HE
Twin stars and the stiffness of the nuclear equation of state: ruling out strong phase transitions below $1.7n_0$ with the new NICER radius measurements
我们探讨了强子状态方程（EoS）的刚度与夸克物质的急剧相变，其潮汐变形之间的联系。为此，我们采用一个强子相对论平均场模型与参数化的有效核子质量，以改变刚度与恒定的声速EoS夸克物质。我们计算多个场景的相变根据四种可能的情况下，一个混合星EoS与一个稳定的第二个分支。我们以GW 170817为例说明了如何利用引力波数据来约束核子的有效质量。我们发现，某些有效核子质量值与GW 170817和一个相变同时不相容。通过使用最近的NICER测量的J 0030 +0451在$1σ$水平，我们进一步限制我们的结果，并发现，强相变的质量-半径关系中的一个可见的跳跃被排除在密度低于1.7倍饱和密度。
2020-01-20 astro-ph.HE nucl-th
Correlations between the Neutron Star Mass-Radius Relation and the Equation of State of Dense Matter
本文提出一种解析反演TOV关系的方法，利用中子星质量-半径曲线与状态方程间的强关联，通过半普适幂律关系高精度重构致密物质EOS，并可作为贝叶斯方法的替代方案。
2025-04-14 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Hybrid neutron stars in the mass-radius diagram
我们提出了一个系统的调查的特殊点（SP）的可能位置，一个独特的混合中子星的质量半径的功能。该研究是在两阶段的方法，其中高密度（夸克物质）相描述的恒定声速（CSS）的状态方程（EoS）和核物质相饱和密度的变化从非常软（APR）到刚性（DD 2与排除核子体积。不同的构造方案的解除禁闭过渡应用：麦克斯韦建设，混合相位建设和抛物线插值。我们首次证明，SP是不变的，不仅对改变核物质EoS，但也对相变的建设计划的变化。由于SP作为大质量混合星的最大质量和可达半径的代理，我们得出的混合中子星的极限质量和半径的结论。
2021-06-13 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Formation scenarios and mass-radius relation for neutron stars
中子星壳是由低质量X射线双星（LMXB）中的伴星吸积物质形成的，其状态方程比催化物质的状态方程更严格。因此，在给定的中子星质量M下，具有吸积壳的恒星的半径比通常认为的由催化物质构成的恒星的半径大DR（M）。本文采用可压缩的核液滴模型，在单组分等离子体近似下，计算了LMXB中X射线爆发灰烬不同核成分对应的EOS。这些EOS然后应用于研究不同的形成方案上的中子星的质量半径关系的效果。假设中子星的液核采用Douchin & Haensel（2001）导出的SLy状态方程，我们发现在M=1.4 M_sun时，具有吸积壳的恒星比具有催化物质壳的恒星半径大100 m以上。利用地壳质量相对于M的微小性，我们推导出一个公式，该公式将DR（M）与地壳EOS的差异联系起来。这个非常精确的公式也给出了DR对由催化物质构成的参考星的M和R的解析依赖关系。该公式适用于液核的任何物态方程。中子星的自转使DR（M）变大。我们导出了一个近似但非常精确的公式，给出了赤道半径差DR_eq（M）作为恒星自转频率的函数。
2011-04-03 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Bayesian Quantification of Observability and Equation of State of Twin Stars
1 Department of Physics；Astronomy, East Texas A \& M University, Commerce, TX 75429-3011, USA
本文利用GW170817半径数据和9参数元模型对孪生星进行贝叶斯量化，发现12-18%的状态方程可产生孪生星且当前观测精度足以探测，并揭示状态方程推断对孪生星类别高度敏感。
2025-10-15 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Relativistic description of dense matter equation of state and compatibility with neutron star observables: a Bayesian approach
利用贝叶斯方法研究了与中子星（NS）描述相关的核物质状态方程（EOS）的一般行为，该方法应用于一组基于核物质密度相关相对论平均场描述的模型。该EOS受到基于核饱和性质和低密度纯中子物质EOS的最小数量的约束，该EOS是从手征有效场论（$χ$ EFT）中精确的次领先阶（N $^{3}$ LO）计算获得的。在这些最小约束条件下得到的模型参数的后验分布被用来构造各种核物质性质和NS性质的分布，如半径，潮汐形变能，中心能量密度和声速等。我们发现，允许的NS质量的90%置信区间（CI）半径关系和潮汐变形能力与GW 170817和最近的NICER观测是兼容的，而不调用外来的自由度。得到了$\sqrt{2/3}$ $c$量级的中心声速。该模型允许的最大中子星质量为2.5 $M_\odot$。
2022-03-01 astro-ph.HE nucl-th
Compact stars with strongly coupled quark matter in a strong magnetic field
前一段时间，我们从QCD拉氏量导出了冷夸克物质的状态方程（EOS），它可以被认为是MIT袋模型EOS的改进版本。与后者相比，我们的状态方程在可比的重子密度下达到更高的压力值。这一特征是由于微扰修正和非微扰效应。后来我们把这个状态方程应用到致密星的研究中，讨论了夸克物质的绝对稳定性，计算了自束缚（奇异）星的质量-半径关系。我们发现的序列的最大质量超过两个太阳的质量，与最近的实验观察。在本工作中，我们包括磁场的状态方程，并研究它如何改变的稳定性条件和质量半径曲线。
2016-11-23 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Listening to the long ringdown: A novel way to pinpoint the EOS in neutron-star cores
本文通过广义相对论模拟发现双中子星并合后长衰减振铃期间能量与角动量损失比与核心最高密度处状态方程存在稳健相关性，为在数倍饱和密度处约束中子星状态方程提供了新方法。
2025-09-23 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
From masses and radii of neutron stars to EOS of nuclear matter through neural network
利用神经网络算法，通过中子星的质量-半径观测数据反推致密核物质的状态方程，并与贝叶斯分析结果一致，验证了该方法对参数化状态方程模型的广泛适用性。
2023-12-25 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Constraining the nuclear symmetry energy and properties of neutron star from GW170817 by Bayesian analysis
基于中子星并合双星GW 170817的潮汐形变率和组分质量分布，利用参量状态方程研究了中子星的核对称能和性质。为了得到与观测值一致的状态方程参数的适当分布，使用贝叶斯分析，并考虑因果关系和最大质量的约束。结果表明，在90%可信水平下，核物质饱和密度2倍处的对称能可被约束在$E_{sym}(2{ρ_{0}})$ = $34.5^{+20.5}_{-2.3}$ MeV之内.此外，还得到了正则中子星半径和无因次潮汐形变率的约束条件，在90%可信水平下，相应的约束条件分别为10. 80 km、$< R_{1.4} <$ 13. 20 km和$133 < Λ_{1.4} < 686$，最可几值分别为$\bar{R}_{1.4}$ = 12. 60 km和$\barΛ_{1.4}$ = 500。相对于前，我们的结果（后验结果）倾向于更软的状态方程，对应于更低的对称能期望值，更小的半径和更小的潮汐变形。
2020-08-07 astro-ph.HE nucl-th
Bayesian Constraints on Bosonic Dark Matter in Neutron Stars within a Covariant Density-Functional Equation-of-State Ensemble
University of Wrocław（弗罗茨瓦夫大学）；Institute of Theoretical Physics, University of Wrocław（弗罗茨瓦夫大学理论物理研究所）；Alikhanyan National Science Laboratory (Yerevan Institute of Physics)（阿利哈尼扬国家科学实验室（埃里温物理研究所））；Frankfurt Institute for Advanced Studies（法兰克福高级研究所）
利用多信使观测和贝叶斯框架，约束中子星内玻色子暗物质参数，发现暗物质分数约4%-12%，并影响状态方程参数。
2026-09-30 astro-ph.HE nucl-th
