Formation of Double Neutron Stars, Millisecond Pulsars and Double Black Holes
描述了1982年赫尔斯-泰勒射电脉冲双星PSR B 1913 +16形成的模型，该模型后来成为双中子星形成的标准模型，并被2003年发现的双脉冲星系统PSR J 0737 - 3039 AB所证实。本文概述了双中子星的研究现状，目前已知的双中子星系统有15个。描述了Alpar等（1982）、Radhakrishnan和Srinivasan（1982）和Fabian等（1983）分别提出的毫秒双星形成的双星再循环模型。这是这些天体形成的标准模型，1998年发现的吸积毫秒X射线天体证实了这一点。我们注意到，近距离双黑洞的形成过程与近距离双中子星的形成过程类似，并扩展到具有较大初始质量的双星，尽管在这些较大质量的双星演化的物理过程中也存在相当大的差异。
2017-09-22 astro-ph.HE
The mass distribution of Galactic double neutron stars
可以追溯到2012年的传统观点是，银河系双中子星的质量分布很好地符合高斯分布，平均值为$1.33 M_\odot$，宽度为$0.09 M_\odot$。随着新的银河系双中子星和第一个用引力波观测到的中子星合并事件GW 170817的发现，重新审视这一模型是及时的。为了限制双中子星的质量分布，我们使用17个银河系双中子星的样本进行贝叶斯推断，有效地增加了以前研究中使用的样本。我们扩展了模型的空间，使回收的中子星不需要从相同的分布作为非回收的伴星。此外，我们考虑不同的函数形式，包括均匀，单高斯，双高斯分布。虽然没有足够的数据得出明确的结论，我们发现积极的支持（贝叶斯因子为9）的假设，回收和非回收中子星有不同的质量分布。最可能的模型-比传统模型的贝叶斯因子为29-是其中再循环的中子星质量根据双高斯分布分布而非再循环的中子星质量均匀分布的模型。我们表明，$\approx 20$双中子星的精确组件质量测量是必要的，以确定高置信度（贝叶斯因子为150），如果回收和非回收中子星来自一个共同的分布。为了建立分布的详细形状，需要大约$60$。
2019-12-12 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
On the formation of neutron stars via accretion-induced collapse in binaries
我们研究了相互作用双星中氧氖白矮星的坍缩导致中子星形成的演化途径。我们考虑了（1）非动力学质量转移，其中一个ONe WD接近于导致吸积诱导坍缩（AIC）的Ekrasekhar质量;（2）动力学时标合并诱导坍缩（MIC），其中一个ONe WD和另一个WD之间。我们提出了两种不同的治疗常见的信封演变率，延迟时间和祖属性。我们发现，AIC中子星是通过许多不同的通道形成的，最主要的通道取决于所采用的共同包络物理。大多数AIC和MIC中子星在恒星形成后不久就诞生了，尽管有些中子星的延迟时间超过10 Gyr。延迟时间最短的（2500 - 5000万年）AIC中子星有剥离的包层，紧凑，氦燃烧的恒星捐助者，虽然许多提示AIC中子星通过风吸积从渐近巨星分支星形成。延迟时间最长的AIC中子星是球状星团中年轻的毫秒双星，在NS形成时有一颗红巨星或主序星施主，最终将演化为NS +氦WD双星。我们讨论了AIC和MIC双星作为LISA潜在的引力波源。通过AIC产生的中子星经历LMXB阶段，为LISA可以识别的最短轨道周期源提供电磁对应物。双星中相互作用的WDs形成中子星可能是球状星团中LIGO/Virgo引力波源（NS-NS和BH-NS合并）产生的关键机制。
2019-01-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Probing Formation of Double Neutron Star Binaries around 1mHz with LISA
我们提出了一种新的方法来检验银河系双中子星双星是否在LISA波段形成。在我们的方法中，我们分配一个有效的时间分数$τ$的每一个双中子星的LISA检测到的二进制。这个分数是作为观测到的轨道周期和偏心率的函数给出的，并且在没有带内双星形成的情况下应该均匀分布。应用统计技术，如Kolmogorov-Smirnov测试的实际列表的$τ$，我们可以检查带内二进制形成的签名。我们讨论了这种方法的前景，特别关注银河系双中子星双星在1 mHz附近的可用样本数。
2022-10-10 astro-ph.HE gr-qc
LISA and the Existence of a Fast-Merging Double Neutron Star Formation Channel
使用银河系双中子星（DNS）合并率为2.1亿年$^{-1}$，由激光干涉引力波天文台（LIGO）得出，我们证明，激光干涉空间天线（LISA）将检测平均240（330）DNSs在银河系内的4年（8年）的任务与信噪比大于7。即使采用由银河系DNS数量推导出的更悲观的42 Myr $^{-1}$速率，我们也发现了46（65）个银河系DNS的显着检测。这些DNS可以用来约束地层场景。特别地，使用射电望远镜的传统NS发现方法不能检测具有$P_{\rm orb}$ $\lesssim$ 1小时（合并时间$\lesssim$ 10Myr）的DNS。如果存在一个快速合并的通道，形成DNS在这些短的轨道周期，LISA提供，也许，唯一的机会，观察这些系统的特点，我们表明，玩具模型可能形成的情况下留下独特的印记DNS轨道偏心率，这可能是由LISA测量值小至$\sim$ 10 $^{-2}$。
2019-10-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the formation history of Galactic double neutron stars
双中子星（DNS）作为银河系的射电望远镜已经被观测到，最近发现的引力波从DNS合并GW 170817增加到已知的DNS人口。我们进行快速人口合成的大质量双星和讨论模型的预测，包括形成率，质量分布，延迟时间分布。我们改变物理过程的假设和参数，如质量传递稳定性标准，超新星反冲分布，残余质量分布和共同包络能量。我们计算的可能性，观察我们的人口合成模型下的银河系DNS人口的轨道周期偏心率分布，使我们能够定量地比较模型。我们发现，从剥离后氦燃烧次级（情况BB）到一个中子星的质量转移是最有可能的动态稳定。我们还发现，出生踢分布组成的低（麦克斯韦$σ=30\rm~km~s^{-1}$）和高（$σ=265\rm~km~s^{-1}$）的组件是首选一个单一的高踢组件。我们发现，所观察到的DNS质量分布可以放置强有力的约束模型假设。
2018-09-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dense Matter and Neutron Stars in Parity Doublet Models
我们研究了致密物质和中子星的性质。特别地，我们讨论了基于强子手征对称性宇称偶重图像的模型计算。在这个实验中，手征对称性恢复的开始反映在重子及其宇称伙伴的简并度上。在这种方法中，我们还将夸克作为自由度，以便能够研究混合星。
2011-10-04 astro-ph.HE nucl-th
Jet collimation in the ejecta of double neutron star merger: new canonical picture of short gamma-ray bursts
对伽马射线暴（SGRB）余辉中喷流破裂的观测表明，喷流具有小于10°的小张开角。射流的准直机理是一个长期存在的理论问题。数值分析了双中子星并合过程中喷流在物质中的传播，结果表明，当喷出物质量大于10^{-2} M_{sun}时，喷流会受到茧的约束，并以所需的准直角从喷出物中射出.我们的研究结果还表明，有一些人口的窒息（失败）SGRB或低亮度的新类型的事件。通过构建SGRB 130603 B的模型，它与第一个kilonova/macronova可以didate，我们推断，中子星的状态方程将足够软，以提供足够的喷出物准直喷流，如果这个事件与双中子星合并。
2014-03-04 astro-ph.HE
Distinguishing double neutron star from neutron star-black hole binary populations with gravitational wave observations
两颗中子星合并产生的引力波，与质量相当的混合双星（其中一颗伴星是黑洞）产生的引力波，很难区分。低质量黑洞之所以有趣，是因为它们可能在两颗中子星合并后形成，也可能在大质量恒星坍缩后形成，可能在原始宇宙中物质密度过高时形成，也可能是中子星和暗物质相互作用的结果。引力波通过所谓的潮汐变形参数携带着中子星内部成分的印记，潮汐变形参数取决于恒星的状态方程，对于黑洞来说等于零。我们提出了一种新的数据分析策略，由贝叶斯推断和机器学习来识别混合二进制，因此低质量黑洞，使用从引力波观测推断的潮汐变形参数的分布。
2020-07-24 astro-ph.HE
Fast Radio Bursts from the Inspiral of Double Neutron Stars
本文在单极电感模型的框架下，提出了双中子星（NS）在最后螺旋过程中的磁相互作用可能是快速射电暴（FRB）的起源。在这个模型中，在一个NS上感应电动势，使电子瞬间加速到超相对论速度。我们发现，相干曲率辐射从这些电子沿磁场线在另一个NS的磁层是负责所观察到的FRB信号，即，特征发射频率，亮度，持续时间和事件率的FRB可以很好地理解。此外，我们讨论了这个模型的几个含义，包括双峰FRB和FRB与短持续时间的伽马射线暴和引力波事件的可能协会。
2016-04-14 astro-ph.HE
On the Formation of Double Neutron Stars in the Milky Way: Influence of Key Parameters
本研究采用星族合成方法构建324个模型，结合贝叶斯分析评估银河系双中子星形成，确定了质量转移效率等关键参数的有利范围。
2024-02-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Prospects of constraining the dense matter equation of state from the timing analysis of pulsars in double neutron star binaries: the cases of PSR J0737-3039A and PSR J1757-1854
双中子星双星中自旋中子星的Lense-Thirring效应对轨道的近星点推进有贡献。这个额外的项涉及到中子星的转动惯量。另一方面转动惯量取决于中子星的质量和自旋，以及物质的状态方程。如果双中子星双星中至少有一颗是射电脉冲星（速度越快越好），那么精确的计时分析就可以估算出Lense-Thirring效应对近星点推进的贡献，从而测量出脉冲星的转动惯量。结合脉冲星的转动惯量、质量和自旋的知识，将对状态方程给出一个新的约束。双中子星双星中的脉冲星是最适合这一目的的，因为短的轨道和适度高的偏心率使透镜-瑟林效应显著，而潮汐效应可以忽略不计（不像主序星或白矮星双星的脉冲星）。最有前途的产品是PSR J 0737 - 3039 A和PSR J1757-1854。由于自转角动量矢量与轨道角动量矢量之间的不重合而引起的双星自转进动影响了Lense-Thirring效应对近星点推进的贡献。PSR J 0737 - 3039 A和PSR J1757-1854都探索了这种效应，由于这两种棱镜的未对准角都很小，因此Lense-Thirring项的变化不大。然而，为了从观测到的近星点推进速率中提取出透镜-瑟林效应，更精确的计时解决方案，包括精确的自行和距离测量是必不可少的。
2018-02-08 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The effects of Galactic model uncertainties on LISA observations of double neutron stars
利用即将建立的空间引力波天文台LISA观测包含成对中子星的双星，有可能提高我们对中子星物理和双星演化的理解。在这项工作中，我们评估的影响，改变模型的银河系的运动学和恒星形成的历史上的人口预测的双中子星，将被检测到并解决LISA。我们的结论是，这些二进制的空间分布是不敏感的银河系模型的选择，相比，由小样本量引起的随机变化。特别是，对双星星系轨道的耗时计算是不必要的。偏心率和引力波频率的分布，但是，受恒星形成历史的选择。可以用激光干涉仪观测到的偏心率e>0.1的双星，大多数都小于1亿年。我们警告说，LISA观测的不同预测之间的比较需要使用一致的恒星形成历史，银河系的恒星形成历史应该考虑到观察本身的分析。缺乏对银河系模型的强烈依赖意味着LISA对双中子星联星的探测可能会为大质量联星演化提供相对清晰的探测。
2023-02-27 astro-ph.HE
Total gravitational mass of the Galactic Double Neutron Star systems: evidence for a bimodal distribution
到目前为止，在银河系中总共发现了15个双中子星系统（DNS），它们的总引力质量（$M_{\rm T}$）得到了可靠的测量。本文研究了$M_{\rm T}$的分布。数据更倾向于双高斯分布而不是单高斯分布，并且低质量和高质量群体分别以$M_{\rm T}\sim 2.58M_\odot$和$\sim 2.72M_\odot$为中心。GW 170817的祖星有一个$M_{\rm T}=2.74^{+0.04}_{-0.01}M_\odot$，属于高质量星族。在局部中子星合并率为$\sim 10^{3}~{\rm Gpc^{-3}~yr^{-1}}$的情况下，假设合并中子星的$M_{\rm T}$也遵循双高斯分布，先进的LIGO/Virgo即将进行的运行将很快检测到一些事件，其中$M_{\rm T}\lesssim 2.6M_\odot$可以有效地探测中子星的状态方程，并且分布函数有望在未来十年内可靠地重建。
2018-04-09 astro-ph.HE gr-qc
On Bimodality in the Eccentricity Distribution of Galactic Double Neutron Stars
University of Arizona（亚利桑那大学）；Monash University（蒙纳士大学）；RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)（理化学研究所先导研究部）
本研究针对银河系双中子星偏心率分布的双峰间隙问题，提出前身星与中子星质量非单调关系且第二代中子星诞生 kick 足够小的机制，通过COMPAS代码模拟可重现观测分布，为解释相关观测提供自然途径。
2026-11-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
An Updated Galactic Double Neutron Star Merger Rate Based on Radio Pulsar Populations
按照Pol等人描述的程序，我们更新了银河系双中子星（DNS）合并率，包括新的，高度偏心的DNS系统J0509+3801（林奇等人）。这导致了一个新的银河系DNS合并率为$\mathcal{R}_{\rm MW} = 37^{+24}_{-11}$ Myr $^{-1}$，其中误差代表90%的置信区间。Advanced LIGO的相应DNS合并检测率为$\mathcal{R} = 1.9^{+1.2}_{-0.6} \times \left( D_{\rm r} / 100 \ \rm Mpc \right)^3 \rm yr^{-1},$，其中$D_{\rm r}$为范围距离。使用130 Mpc的LIGO O3距离（Abbott等人），我们预测LIGO在O3灵敏度下每年将探测到3到7次DNS合并。
2020-02-06 astro-ph.HE
Formation of heavy double neutron stars I: Eddington-limited accretion for a 1.4 $M_{\odot}$ neutron star at solar metallicity
本文利用MESA恒星演化代码和族群合成方法，研究太阳金属丰度下1.4倍太阳质量中子星伴星系统中重双中子星的形成，发现标准演化通道难以解释GW190425这类总质量达3.4倍太阳质量的系统，并排除了第二次不稳定物质转移的形成途径。
2025-08-21 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Mass measurements of the double neutron star system PSR J0641+0448
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology（射电天文与技术国家重点实验室）
利用FAST观测数据，研究人员通过脉冲星定时方法确定了双中子星系统PSR J0641+0448中两颗中子星的质量，其中脉冲星质量为1.319±0.021±0.035M⊙，伴星质量为1.269±0.022±0.016M⊙。
2026-03-11 astro-ph.HE
Observational signature of a wind bubble environment for double neutron star mergers
在致密双星的内螺旋阶段，如果双星轨道运动产生的电磁辐射足够强，则可能在星际介质中形成风泡。因此，由双中子星合并引起的短伽马射线暴（SGRB）原则上会发生在风泡环境中，从而影响SGRB喷流的传播和余辉发射。通过对喷流驱动外激波的动力学和同步辐射的计算，揭示了SGRB的余辉光变曲线可能出现突变，且突变的观测时间与观测角度有关。这种光变曲线跳跃提供了一个观测信号，通过与引力波探测相结合，可以限制风泡的半径，然后限制双星电磁辐射的功率。
2019-05-23 astro-ph.HE
Search for Periodic Radio Signals from Double Neutron Star System Companions Using the Fast Folding Algorithm
College of Physics, Guizhou University（贵州大学物理学院）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Guizhou Radio Astronomical Observatory, Guizhou University（贵州大学贵州射电天文观测站）；College of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Radio Astronomy, Chinese Academy of Sciences（中国科学院射电天文重点实验室）；International Centre of Supernovae, Yunnan Key Laboratory（云南 supernova 国际研究中心）
利用快速折叠算法对双中子星系统的无线电信号进行搜索，提高了已知脉冲星信号的信噪比并发现微弱信号，但未检测到伴星信号，未来观测可能因轨道测地偏移而提高检测能力。
2026-03-06 astro-ph.HE
Orbital variation of the X-ray emission from the double neutron star binary J1537+1155
我们利用钱德拉X射线天文台观测了一对双中子星双星（DNSB），其中包含PSR J1537+1155（也称为B1534+12）。这是在X射线中检测到的两个DNSB之一，也是唯一一个发现轨道相位变化的暗示（在以前的钱德拉观测中）。我们的后续观测支持了先前的结果：光子到达时间与轨道相位的分布再次显示出在远日点附近的亏损。合并数据集中的缺陷显著性超过99%。这样的轨道光变曲线表明，只有当中子星B穿过中子星A的赤道脉冲星风时，才能看到X射线辐射。我们描述的统计测试，我们用来确定赤字的意义，并可以从它的存在，如相互作用的脉冲星风与中子星的同伴得出的结论。我们还提供了更好的约束谱模型参数从联合频谱拟合的数据从两个观测。幂律定律成功地拟合了这些数据，最佳拟合光子指数γ =3.1pm0.4，未吸收通量f=（3.2pm0.8）x10^-15 erg s-1cm-2（0.3-8 keV范围）。
2011-08-18 astro-ph.HE
Enhanced Neutrino Cooling from Parity-Doubled Nucleons in Neutron Star Cooling Simulations
Catholic Institute of Technology（天主教理工学院）；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）；Washington University in St. Louis（圣路易斯华盛顿大学）；Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS)（法兰克福高等研究所）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（德国重离子研究中心）；Kent State University（肯特州立大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
该研究通过宇称双态模型探讨中子星冷却中宇称伙伴的Urca过程，发现其对热演化有显著影响，提高了与观测数据的一致性。
2026-03-06 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Interpreting GRB170817A as a giant flare from a jet-less double neutron-star merger
我们发现GRB 170817 A和GW 170817之间的延迟与离轴相对论性喷流的去束发射是不相容的。即时发射和随后的无线电和X射线观测可以在类似巨型耀斑的情况下进行解释，这是由磁流体动力学放大产生的超强磁场驱动的相对论外流的结果，在合并的祖双中子星双星期间。在这样的图像中，数据表明外流必须具有陡峭的速度剖面，具有相对快的尾部延伸到Gamma~8。由于发射这种外流的条件是相当普遍的，并且速度剖面的存在是加速过程的自然期望，大多数中子星双星合并应该具有这种准各向同性的硬X射线发射分量，这可以成为发现与相对较近的引力波事件相关的额外千新星的强有力的指导。
2018-08-27 astro-ph.HE
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
The application of the Quark-Hadron Chiral Parity-Doublet Model to neutron star matter
本文应用夸克-强子手征宇称偶重态模型（Q $χ$ P）计算了存在解禁闭相变时致密星的性质。在这个模型中，核物质性质的一致描述，手征对称性恢复，以及从强子到夸克和胶子自由度的过渡是可能的，在一个统一的方法。我们发现，所得到的状态方程与最近微扰量子色动力学（QCD）的结果是一致的，并能够容纳大质量和小中子星的观测约束。此外，我们表明，状态方程的重要功能，如对称性能量和它的斜率，以及在他们的观测限制。
2017-12-19 astro-ph.HE nucl-th
Double dark-matter admixed neutron star
中子星中的暗物质可以从其前身的一生中存在，也可以被这个紧凑的物体捕获。通过每一步进入中子星的暗物质的性质可能各不相同。在这里，我们研究了暗物质对中子星结构的影响。本文将二流体理论推广到三流体理论，并利用星系转动曲线的物态方程，研究了双暗物质混合中子星的结构。被认为是这些恒星的中子和暗物质部分的行为。此外，还研究了暗物质状态方程对可见光和暗物质贡献不同的恒星的影响。研究了这些恒星在不同暗物质状态方程下的引力红移。
2018-07-04 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Local merger rates of double neutron stars
第一次探测到来自合并双中子星（DNS）双星的引力波意味着在本地宇宙中DNS合并的速率比通常在理论上估计的要高得多。Chruslinska等人最近的研究表明，（2018）表明，除了对常见的包络处理特别敏感外，DNS合并率对他们研究中探索的几个因素的变化（例如质量传递的保守性，角动量损失和出生踢）显得相当稳健，除非做出极端假设。面对不断改善的观测极限，可能会排除一些极端的模型。为了正确地将模型预测与观测极限进行比较，必须考虑影响速率的其他因素。其中一个因素与恒星形成和宇宙化学演化的假设历史有关，它对最终结果的影响需要更好地加以限制。
2018-11-22 astro-ph.HE
Magnetar wind-driven shock breakout emission after double neutron star mergers: The effect of the anisotropy of the merger ejecta
一个快速旋转和高度磁化的残留中子星（NS;磁星）可以从两个NS的合并中幸存下来，并驱动强大的相对论风。这股风与前一次合并喷出物的早期相互作用可以导致主要在紫外和软X射线波段的激波爆发（SBO）发射，这为剩余磁星的存在提供了观测信号。在这里，我们调查的各向异性结构的合并喷出物上的SBO排放的效果。研究发现，由于SBO可以发生在不同的时间，不同的方向，SBO辐射的辐射热光变曲线可以加宽。更详细地说，SBO光变曲线的轮廓可以高度依赖于喷出物结构，因此，我们原则上可以使用SBO光变曲线来探测未来合并喷出物的结构。
2022-11-13 astro-ph.HE
Quark-hadron crossover equations of state for neutron stars: constraining the chiral invariant mass in a parity doublet model
通过对低密度强子状态方程和高密度夸克状态方程的插值，建立了中子星的状态方程。对强子物质采用基于宇称二重态结构的强子模型，对夸克物质采用Nambu-Jona-Lasinio型的夸克模型。我们假设强子物质和夸克物质在色味锁定相中发生交叉。宇称偶重态模型的核子质量具有与手征对称性破缺相关的质量和对手征凝聚体不敏感的手征不变质量$m_0$。$m_0$的大小影响低密度核EOS，并与中子星的半径密切相关。利用LIGO-Virgo和NICER对半径的约束，我们发现$m_0$被限制为$600\,\mathrm{MeV}\lesssim m_0 \lesssim 900\,\mathrm{MeV}$ .
2021-05-04 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Dynamic model of a non-equilibrium chemical composition formation in the shell of single neutron stars
研究了新生中子星壳层在中微子能量损失冷却过程中形成非平衡化学成分的过程。建立了一个解释大量核能积累的模型，这种积累能使致密天体的X射线亮度维持较长时间。我们数值研究了最终的化学成分对模型的各种参数的依赖性。
2021-09-23 astro-ph.HE
Chiral condensates for neutron stars in hadron-quark crossover; from a parity doublet nucleon model to an NJL quark model
本文综述了近年来我们对中子星物质中手征不变质量和手征凝聚体的研究。假设宇称偶重态模型描述的强子物质到Nambu-Jona-Lasinio型夸克模型描述的夸克物质的交叉相变，我们构造了一个统一的状态方程.我们首先表明，手征不变质量被约束为600兆电子伏$\lesssim m_0 \lesssim$ 900兆电子伏从最近的观测中子星。然后，我们确定的手征凝聚的密度依赖性的交叉描述，并表明手征凝聚实际上是光滑连接的强子物质的变化是由核子中的正手征标量电荷驱动，夸克物质的变化是由修改的夸克狄拉克海，反映强子-夸克交叉。
2022-02-10 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
r-process enrichment of ultra-faint dwarf galaxies by fast merging double neutron stars
最近aLIGO/aVirgo对中子星合并（NSM）GW 170817的引力波的发现和后续的kilonova观测表明，NSM产生了大量的r过程物质。然而，这是很难调和的大出生踢和长的平均合并时间的双中子星（DNS），在超暗矮（UFD）星系，如网状II和杜鹃座III中看到的r-过程富集的水平。假设这样的矮系统通过潮汐剥离失去了相当大一部分的恒星质量，我们得出结论，与目前大多数模型相反，它是具有相当大的出生踢，但非常短的合并时间尺度，可以丰富UFD型星系的DNS。这些双星要么在高度偏心的轨道上，要么由于第一个出生的中子星和第二个出生的中子星的祖先裸氦星之间的额外质量转移而以非常短的间隔形成。这些DNS出生的频率，同意的r-过程UFD的统计数据，以及合并的维里半径内的主机晕，因此显着贡献的r-过程富集。
2019-01-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radio Emission from Ultra-stripped Supernovae as Diagnostics for Properties of the Remnant Double Neutron Star Binaries
超剥离超新星（SN）是一颗氦星或C+O星的爆炸，其外层被伴星中子星剥离。据信，爆炸后会留下一个双中子星（DNS）双星，它将在合并后发射引力波。最近对超剥离SN的几个候选者的探测已经限制了爆炸和祖星的性质，但关于残留DNS双星是否会在宇宙年龄内合并的信息很少。预计通过双星相互作用从氦星剥离的大部分物质将逃离系统并形成星周物质（CSM）。CSM应通过与SN喷出物碰撞引起的无线电发射来追踪。基于已有的恒星演化模型，我们计算了超剥离SNe的射电光度。我们发现，在其最大的高射电光度可以是一个指标的DNS二进制小分离导致其合并的宇宙年龄。我们的结果可以用来优化无线电后续观测的策略，如观测历元和频率。
2020-06-11 astro-ph.HE
Constraints on Natal Kicks in Galactic Double Neutron Star Systems
自1975年Hulse和Taylor发现第一个双中子星（DNS）系统以来，目前在我们的银河系中有8个已确认的DNS。对于每个系统，测量了两颗中子星的质量、轨道半长轴和偏心率，并且知道了一半系统的自行。使用轨道参数和运动学信息，如果有的话，作为所有系统的约束条件，我们调查的第二个出生的中子星的直接祖质量和它在出生时收到的超新星踢的大小，主要目标是了解导致中子星形成的核心坍缩机制。与以前的研究相比，我们使用了一种新的方法来解决与观测系统的未知径向速度相关的不确定性。PSR B 1534 +12和PSR B 1913 +16的反冲星等分别为150 - 270 km/s和190 - 450 km/s（95%置信度），第二出生中子星的祖星质量分别为1.3 - 3.4 Msun和1.4 - 5.0 Msun（95%置信度）。这表明第二颗出生的中子星是由两个系统中的铁核坍缩超新星形成的。另一方面，PSR J 0737 -3039的反冲星等仅为5 - 120 km/s（95%），第二颗出生的中子星的祖星质量为1.3 - 1.9 Msun（95%）。由于相对较低的祖星质量和反冲星等，PSR J 0737 -3039中第二颗出生的中子星的形成可能与大质量O - Ne - Mg白矮星的电子捕获超新星有关。对于其余5个星系的DNS，反冲震级从几十到几百km/s不等，第二个形成的中子星的祖星质量可以低至~1…
2010-08-13 astro-ph.HE
The first direct double neutron star merger detection: implications for cosmic nucleosynthesis
几十年来，天体物理学上的r-过程地点一直是一个谜，大约一半比铁重的元素都是在那里产生的。在这里，我们讨论的作用，中子星合并（NSMs）在光的第一次直接检测到这样的事件在引力波（GW）和电磁波（EM）。我们分析了第一次检测到的双中子星合并的测辐射热和近红外光变曲线，并将其与基于核反应网络的macronova模型进行了比较。的热光度曲线的斜率是一致的放射性衰变的中子星喷出物与$Y_e \lesssim 0.3$（但不是更大），这提供了强有力的证据r-过程的电磁辐射的起源。这特别排除了“镍风”作为排放的主要来源。我们发现，近红外光曲线可以很好地拟合或没有镧系元素丰富的喷出物。我们对喷出物质量的限制以及估计的速率直接证实了早期纯理论或间接观测的结论，即双中子星合并确实是宇宙核合成的主要场所。如果喷出物的质量是{ \em典型的}，NSM可以很容易地产生{ \em all}估计的银河r-过程物质，并且-取决于实际速率-可能更多。这可能是一个暗示，事件喷射了特别大量的质量，可能是由于组件质量之间的实质性差异。这将与从GW观测中获得的质量极限相一致。最近的观测结果表明，NSM负责广泛的r-过程核，它们至少是宇宙中主要的，但可能是占主导地位的r-过程。
2018-04-04 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
Heavy double neutron stars: birth, mid-life and death
射电脉冲星观测探测银河系双中子星（DNS）系统的生命，而引力波使我们能够研究河外DNS在其最后时刻。通过结合无线电和引力波天文学的测量，我们试图获得从形成到合并的DNS更完整的了解。我们分析了最近的引力波双星中子星合并GW 170817和GW 190425的背景下，从射电天文学已知的其他DNS。通过采用一个模型的诞生和演化的DNS，我们测量的质量分布的DNS在出生时，在中年（在无线电），并在死亡（在引力波）。我们认为，高质量的引力波事件GW 190425是通过不稳定的情况下BB质量转移，迅速合并在$\sim 10-100~\mathrm{Myr}$形成的亚群的一部分的假设。我们发现了支持这一假设的温和证据，并且GW 190425并不是先前声称的无线电种群的明显异常值。如果存在快速合并的二进制文件，我们估计它们在诞生时构成DNS的$8-79\%$（90%可信度）。我们估计快速合并二进制的出生和死亡之间的典型延迟时间是$\approx 5-401~\mathrm{Myr}$（90%的可信度）。我们讨论了无线电和引力波天文学的影响。
2021-04-08 astro-ph.HE
Inferring binary parameters with dual-line gravitational wave detection from tight inspiraling double neutron stars
本文提出利用LISA与Cosmic Explorer对紧密双中子星双线引力波的联合探测，在无电磁观测条件下推断自旋-轨道错位角和中子星转动惯量，分别达到亚百分比和5%的测量精度。
2024-01-20 astro-ph.HE gr-qc
Prospects of the local Hubble parameter measurement using gravitational waves from double neutron stars
在探测到GW 170817信号及其电磁辐射的基础上，讨论了利用双中子星（DNSs）进行局部哈勃参数测量的前景。GW 170817的千诺瓦排放量在颜色和星等的快速演化方面是真正独特的，我们希望，对于$\sim 200$ Mpc内DNS事件的一个很好的分数$\gtrsim 50\%$，我们可以使用它们的千诺瓦来识别它们的宿主星系。目前，DNS合并率$(1.5^{+3.2}_{-1.2})\times 10^{-6} {\rm Mpc^{-3} yr^{-1}}$的估算存在较大的不确定性。但是，如果它是在高端，我们可以测量本地哈勃参数$H_L$与$ΔH_L/H_L\sim 0.042$的水平（$1σ$水平），在第三次观测运行（O3）。这个精度比单独从GW 170817获得的精度高四倍，我们将能够在$2.1σ$水平上检查哈勃张力。
2017-10-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
High Mass X-ray Binaries: Progenitors of double neutron star systems
在这篇评论中，我简要地描述了三种大质量X射线双星（HMXB）的性质，通过吸积：（i）Be拱星盘，（ii）超巨星风，（iii）罗氏瓣填充超巨星。在过去的几年里，一个以前未知的拥有超巨星的HMXB人口已经被揭示出来，多波长活动包括高能（INTEGRAL，Swift，XMM，Chandra）和光学/红外（主要是ESO）观测。这个族群被分为遮蔽的超巨星HMXB和超巨星快速X射线瞬变（SFXTs），其特征是短暂而强烈的X射线耀斑。我讨论了这些类型的超巨星HMXB的特点，提出了一个方案，描述这些高能量源的属性，并最终显示如何观察可以约束吸积模型（例如cluerous风，磁离心屏障，瞬态吸积盘等）。因为它们可能是发光蓝变星（LBV）的祖先，也可能是双中子星系统的祖先，与短/硬伽马射线暴有关，所以对这一HMXB种群的形成和演化的了解是至关重要的。
2015-10-26 astro-ph.HE
A double neutron star merger origin for the cosmological relativistic fading source PTF11agg?
Palomar Transient Factory（PTF）团队最近报告发现了一种快速衰落的光学瞬态源PTF 11 agg。发现了一个长寿命的射电对应物，但寻找高能对应物的结果是否定的。PTF团队推测PTF 11 agg可能代表了一类新的相对论爆发。在这里，我们建议，一个中子星（NS）-NS合并系统与超大质量磁星中央引擎可能是一个可能的来源，以动力这样的瞬态，如果我们的视线是不是在喷流轴方向的系统。这些系统也是高级LIGO/Virgo时代探测到的引力波源的最佳候选者。我们发现PTF 11 agg数据可以用这样一个模型很好地解释，这表明至少有一些由NS-NS合并引起的引力波爆发可能与这样一个明亮的电磁对应物有关，而没有γ射线触发。
2014-01-07 astro-ph.HE
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。
2019-10-29 astro-ph.HE gr-qc
Probing the properties of the pulsar wind via studying the dispersive effects in the pulses from the pulsar companion in a double neutron-star binary system
脉冲星风中$e^\pm$的速度和密度分布是磁层模型的重要区别，也是决定脉冲双星高能辐射的关键参数。在这项工作中，提出了一种直接的方法，这可能探测风的双脉冲双星的一个脉冲星的属性。当来自第一形成脉冲星的无线电信号穿过来自年轻伴星的脉冲星风中的相对论性$e^\pm$流时，不同射频的分量将被分散。它将引入一个额外的依赖于频率的脉冲到达时间延迟，这是轨道相位的函数。在本文中，我们用脉冲星风的性质来表示上述色散延迟。作为例子，我们将该公式应用于双脉冲星系统PSR J 0737 - 3039 A/B和脉冲星-中子星双星PSR B 1913 +16。对于PSR J 0 737 - 30 39 A/B，在最佳脉冲星风参数下，上合点附近30 0 MHz处的时间延迟为$\lesssim10μ$ s，是当前定时精度的$\sim$的一半。对于PSR B 1913 +16，假设中子星具有典型的自旋光度$10^{33}$，ergs/s，则在300 MHz处的时间延迟为$10\sim20μ$ s.该脉冲星的最佳计时精度为1400 MHz的$\sim5μ$ s。因此，我们有可能在档案数据中找到这种信号。否则，我们可以设置自旋下降光度的上限。类似分析也适用于其它11颗已知脉冲星-中子星双星
2017-08-30 astro-ph.HE
Equation-of-State Constraints on the Neutron-Star Binding Energy and Tests of Binary Formation Scenarios
形成双中子星系统的第二颗超新星预计将发生在由于二元相互作用而被超剥离的祖先中。因此，次级中子星的质量以及超新星后双星的轨道参数将取决于坍缩前核的性质。由于中子星处于强引力状态，它们的结合能在总质能收支中占很大比例。因此，第二颗中子星的结合能可以提供一个独特的视角，来判断它的前身是一个低质量的铁核还是一个氧-氖-镁核。我得到的重子质量和结合能的关系，结合强子状态方程目录以及最近的多信使中子星观测。利用这些关系，我得到了三颗被认为是由超剥离的祖先星形成的中子星的重子质量和结合能的第一个严格约束。有了这些限制，我测试，如果每个中子星是一致的形成从ONeMg核心，经历了电子捕获超新星。从这些测试中，我发现对于三颗中子星中的一颗，这种情况可以排除。因此，中子星的性质和稠密物质状态方程可以帮助区分双星的形成情况。
2021-03-25 astro-ph.HE
Bare Collapse, Formation of Neutron Star Binaries and Fast Optical Transients
{“裸坍缩”，即一个裸露的恒星核坍缩成一个质量喷射非常小的中子星，它将两个看似无关的现象联系起来：中子星（BNS）系统的形成和快速发光光学瞬变的观测。我们进行了计算的崩溃，由于电子捕获的演化和合成等熵裸露的恒星核心。我们发现坍缩导致了一颗质量约为1.3太阳质量的轻中子星的形成和一颗质量约为0.1太阳质量、温度约为0.1c的中子星的抛射。喷出物的外壳由镍56组成，可以为超剥离超新星提供动力。我们探索的模型可以解释大多数观测到的快速光学耀斑，但不能解释最明亮的耀斑。被更大质量的包层包围的核心坍塌可以产生更大量的Ni 56，并解释更明亮的耀斑。或者，这些事件可能是由于非常高能量的喷出物与坍塌前几天从祖先喷出的风相互作用而产生的。
2022-09-25 astro-ph.HE
Double Neutron Star Mergers: Are Late-time Radio Signals Overestimated?
本研究通过玩具模型考察双中子星并合抛射物对星际介质的不完全清扫效应，指出其会显著降低晚期射电辐射，从而削弱短GRB射电上限对长寿命磁星遗迹的约束。
2024-02-28 astro-ph.HE
Imprints of the redshift evolution of double neutron star merger rate on the signal to noise ratio distribution
建议的第三代引力波（GW）干涉仪，如宇宙探测器，将有灵敏度观察双中子星（DNS）合并高达红移$\sim 5$与良好的信噪比。我们认为，共动的空间分布的DNS合并留下了独特的印记上的统计分布的信噪比（SNR）检测到的DNS合并。因此，DNS合并的SNR分布将有助于一个新的探针的红移演化独立的光度距离测量。我们考虑由第三代探测器Cosmic Explorer探测到的DNS合并，研究不同可能的红移演化模型的DNS的SNR分布，并采用Anderson Darling p值统计来证明这些不同模型之间的可互换性。我们发现，在宇宙探索者时代的几百个DNS合并将使我们能够区分不同的红移演化模型。
2020-04-27 astro-ph.HE gr-qc
Hunting for Gravitational Waves with Massive Gravitons from Inspiralling Double Neutron Star Systems with Pulsar Clocks
脉冲星，特别是毫秒脉冲星，是一种非常稳定的天体钟，其脉冲周期的稳定性为天文学研究提供了广阔的应用前景，例如可以作为探测超大质量黑洞双星中甚低频（$10^{-7}-10^{-9}$ Hz）引力波的天然探测器。双中子星（DNS）双星系统，包含一个或两个射电双星，在引力辐射作用下失去轨道能量，导致轨道收缩。结果，两颗中子星越来越近，在此期间，它有助于发射$1-10^4$ Hz的高频GW。本文研究了DNS系统中的射电天文台脉冲信号由于系统中的高斯辐射而引起的频移。我们指出，在这些系统中，无线电信号的脉冲频率偏移可以是一个潜在的工具，以寻找高频GWs，与大质量的引力子，从DNS系统，这诉诸于时间的引力常量$δG(t)/G$的移动。讨论了射电脉冲频移对DNS产生的高频GWs的敏感性。本文还考虑了双射电双星系统中脉冲星对定时残差的相关性，如PSR 0737-3039 A（B）系统。
2014-12-09 astro-ph.HE gr-qc
Parity-doubled nucleons can rapidly cool neutron stars
本文提出宇称双重核子（$N_-$）参与的直接Urca过程可在低温和中等密度下主导中子星冷却，为手征对称性恢复模式提供天体物理特征。
2025-10-23 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Implications of binary black hole detections on the merger rates of double neutron stars and neutron star-black holes
我们证明了利用先进LIGO（aLIGO）探测到的双星黑洞（BBH）的合并速率和啁啾质量可以用来限制宇宙中双中子星（DNS）和中子星-黑洞（NSBH）的合并速率.我们通过考虑一组公开可用的\citet{Dominik:2012kk}群体合成模型明确地证明了这一点，并表明如果aLIGO观察到的所有BBH合并，GW 150914，LVT 151012，GW 151226和GW 170104都来自孤立的二元进化，预测的DNS合并率可以被约束为$2.3-471.0$ ~ \rate ~，而NSBH合并率将被约束为$0.2-48.5$ ~ \rate。DNS合并率没有太大的限制，但NSBH费率与以前的费率相比收紧了$\sim 4$的系数。注意，这些受约束的DNS和NSBH速率是非常依赖于模型的，并且使用\citet{Dominik:2012kk}的相同模型分别与无约束值$2.3-472.5$ \rate ~和$0.2-218$ \rate进行比较。这些速率估计可能对短伽马射线暴祖先模型有影响，假设它们（仅）由DNS或NSBH合并提供动力。虽然这些结果是基于一组开放访问的人口合成模型，这可能不一定是代表性的，所提出的方法是非常普遍的，可以应用于任何数量的模型，从而产生更现实的约束的DNS和NSBH合并率从推断BBH合并率和啁啾质量。
2017-10-26 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
VLBA Astrometry of the Galactic Double Neutron Stars PSR J0509+3801 and PSR J1930-1852: A Preliminary Transverse Velocity Distribution of Double Neutron Stars and Its Implications
本文利用VLBA测量两个银河系双中子星的新自行与视差，并一致估计11个孤立双中子星的横向速度，发现其与自转周期、偏心率和伴星质量相关，进而约束短γ射线暴位移、超微弱矮星系r过程增丰及双中子星形成过程。
2024-05-07 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Dynamical Formation of Scalarized Black Holes and Neutron Stars through Stellar Core Collapse
在一类标量-高斯-邦纳引力中，黑洞和中子星可以经历自发标量化--由标量场和时空曲率之间的非最小耦合引起的快子不稳定性触发的强引力相变。到目前为止，对这一现象的研究主要局限于对快子不稳定性和稳态标度黑洞和中子星的研究。到目前为止，还没有提出孤立标度黑洞和中子星形成的现实物理机制。我们研究，第一次，球对称的完全非线性恒星核坍缩到一个黑洞和一个中子星的标量高斯Bonnet理论允许一个自发标量化。我们发现，核心坍缩可以产生标度化黑洞和标度化中子星开始与非标度化的祖星。到达最终（非）标量化状态的可能路径相当丰富，导致观察表现的有趣可能性。
2021-10-15 astro-ph.HE gr-qc
Renormalization-Group Invariant Parity-Doublet Model for Nuclear and Neutron-Star Matter
Justus-Liebig-Universität（吉森大学）；Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR (HFHF)（黑森FAIR亥姆霍兹研究学院）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung（GSI重离子研究中心）；Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文提出一种重整化群不变的奇偶双态模型，用于研究核物质和中子星物质的热力学，重点在于通过考虑反物质真空涨落来研究奇偶对称破缺的恢复。
2026-07-22 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Chiral condensates for neutron stars in hadron-quark crossover: from a parity doublet nucleon model to an NJL quark model
我们从核到夸克物质的范围研究了中子星物质中的手征凝聚。我们用宇称偶重态模型（PDM）描述核物质，用Nambu-Jona-Lasino（NJL）模型描述夸克物质，用插值核物质和夸克物质状态方程描述中等密度物质.模型参数受核物理和中子星观测的约束。内插域中的各种冷凝物估计从冷凝物的化学势依赖于在插值的边界。使用具有大量手征不变质量（$m_0 \gtrsim 500$ MeV，这是中子星观测所青睐的）的PDM预测温和的手征恢复，和显着的手征凝聚体仍然重子密度$n_B \sim 2-3n_0$（$n_0\simeq 0.16\,{\rm fm}^{-3}$：核饱和密度），顺利接近NJL预测的色味锁定相位在$n_B \gtrsim 5n_0$。同样的方法也可以用来估计双夸克凝聚、上夸克、下夸克和奇夸克的数密度以及轻子分数。在我们的描述中，手征恢复的内插域进行两个概念上不同的手征恢复效果;第一个是与核子中的正标量密度，相关的稀释制度，和其他主要来自修改的夸克狄拉克海，这是由夸克费米海的增长所引发的。本文讨论了几种在核物质和夸克物质中进行微观物理插值的定性方法。
2021-12-09 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
