Neutrino mean free path in neutron stars in the presence of hyperons
该研究计算含 $Λ$、$Ξ^{-}$、$Ξ^{0}$ 超子的中子星致密物质内中性流中微子弹性散射截面与平均自由程，表明超子会显著降低大质量中子星中的中微子平均自由程。
2024-10-27 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
GW190814: Impact of a 2.6 solar mass neutron star on nucleonic equations of state
GW 190814的次级成分是双致密天体系统中发现的最轻的黑洞还是最重的中子星[R. Abbott等人，ApJ Lett.，896，L44（2020）]？这是这封信的核心问题。协变密度泛函理论提供了一个独特的框架来研究有限核和中子星的性质，同时在所有密度下都能强制执行因果关系。通过调整现有的能量密度泛函，我们能够：（a）占2.6 Msun中子星，（b）满足原来的约束的潮汐变形的1.4 Msun中子星，（c）再现有限核的基态性质。然而，对于在这项工作中探索的模型类，我们发现，硬化的状态方程所需的支持超大质量中子星是不一致的，无论是从高能重离子碰撞或从中等质量的恒星的低变形能力得到的约束。因此，我们推测，最大中子星质量不可能显着高于现有的观测极限和2.6 Msun紧凑的对象很可能是最轻的黑洞被发现。
2020-07-07 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Total r-process Yields of Milky Way Neutron Star Mergers
本研究以银河系观测到的双中子星双星系统（DNSs）样本为指导，预测其并合的r过程核合成产额，对比太阳系重元素丰度后发现现有DNSs更易产生轻r过程元素、重元素产量不足，提示可能存在额外重元素产生场所或不同的DNSs族群。
2023-10-05 astro-ph.HE
Nucleon Structure and Strong Interactions in Dark Matter Capture in Neutron Stars
我们概述了在中子星的暗物质捕获率的大多数评估中缺少的两个重要影响。由于暗物质与恒星中核子的散射涉及大的动量转移，核子结构必须通过强子形状因子的动量依赖性来考虑。此外，由于中子星物质的高密度，我们应该考虑核子相互作用，而不是将核子建模为理想的费米气体。适当地将这些影响被发现抑制暗物质捕获率高达四个数量级的最重的恒星。
2022-11-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
PSR J$0952-0607$ and GW170817: Direct Multimessenger Constraints on Neutron Star Equation of State through a Novel Wide-ranging Correlation
利用最重中子星PSR J$0952-0607$的质量和GW170817的潮汐形变率，通过宽范围关联直接约束中子星状态方程，获得高密度下更软且不确定性小的EoS，可用于指示星核成分。
2023-11-16 astro-ph.HE nucl-th
Extended Gravity Description for the GW190814 Supermassive Neutron Star
最近，通过对致密二元合并的引力波探测，发现了质量在$2.50÷2.67\, M_{\odot}$范围内的致密物体。这个天体的质量使它成为从未探测到的最重的中子星或观测到的最轻的黑洞。在这里，我们表明，一个中子星与这个观察到的质量，可以一致地解释与质量半径的关系得到的引力扩展理论。此外，状态方程，符合LIGO观测约束，采用。我们还考虑了旋转的影响，并表明旋转中子星的质量可以超过$2.6 M_\odot$的一些状态方程与LIGO数据兼容。
2020-08-25 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Confronting the nucleonic hypothesis with current neutron star observations from GW170817 and PSR J0740+6620
由于核物理学的知识，核物质状态方程在亚饱和密度下受到相对较好的约束。然而，研究其在超饱和密度下的行为是一项具有挑战性的任务。幸运的是，最近在中子星和中子星合并观测方面取得的非凡进展为我们提供了独特的机会来揭示致密物质的性质。假设核子是中子星核心的唯一组成部分，我们执行一个贝叶斯推断使用所谓的元建模技术与核物理学的知情前。LIGO-Virgo协作组（LVC）的GW 170817事件的最新信息和中子星内部成分探测器（NICER）望远镜和X射线多镜（XMM-牛顿）对已知最重的中子星PSR J 0740 +6620的半径测量的最新信息被考虑作为分析的可能性。讨论了不同约束条件对物态方程的影响以及对中子星性质预测的影响。所得的后验结果表明，目前的所有观测结果都与核子假说完全一致。我们的结果与未来的数据之间的强烈分歧可以被确定为存在奇异自由度的信号。
2023-02-16 astro-ph.HE nucl-th
Symmetry energy effect on the secondary component of GW190814 as a neutron star
质量为2.50-2.67 $M_{\odot}$的GW 190814的次级成分可能是迄今为止在致密双星系统中观测到的最轻的黑洞或最重的中子星。为了探索支持大质量中子星的可能物态方程，我们采用了具有密度依赖的等矢量耦合常数的相对论平均场模型来描述中子星物质。可接受的物态方程应满足一些约束条件：物态方程模型能提供满意的核描述;最大质量$M_\textrm{TOV}$大于2.6 $M_{\odot}$ ;正则1.4 $M_{\odot}$中子星$Λ_{1.4}$的潮汐变形能力应在GW 170817的约束范围内。在本文中，我们发现核对称能及其密度依赖性在决定中子星物质物态方程中起着至关重要的作用。2.6 $M_{\odot}$的质量和潮汐形变能$Λ_{1.4}=616_{-158}^{+273}$（基于GW 190814是一个中子星-黑洞双星的假设）的约束可以用对称能$L \leq 50$ MeV的斜率来满足.即使包括来自GW 170817的$Λ_{1.4}=190_{-120}^{+390}$的约束，它抑制了低密度下的EOS刚度，也不能排除GW 190814的次级成分是大质量中子星的可能性。
2021-01-14 astro-ph.HE nucl-th
Rapid Cooling of the Neutron Star in Cassiopeia A Triggered by Neutron Superfluidity in Dense Matter
我们认为仙后座A中中子星的冷却是由于3P2通道中中子库珀对的破裂和形成所引起的中微子发射增强。我们发现这种超流转变的临界温度约为0.5 × 10^9 K。观察到的冷却速度表明，质子已经处于超导状态，具有更大的临界温度。我们的预测是，这种冷却将以目前的速度持续几十年，这可以通过对这颗中子星的连续监测来检验。
2011-01-19 astro-ph.HE nucl-th
Large and massive neutron stars: Implications for the sound speed in dense QCD
美国宇航局的NICER望远镜最近测量了已知最重的两个太阳质量的中子星PSR J 0740 +6620的X射线辐射。数据分析[Miller等人，占星术。J. Lett. 918，L28（2021）; Riley等人，占星术。J. Lett. 918，L27（2021）]表明PSR J 0740 +6620在$68\%$可信度水平下的半径范围为$R_{2.0} \approx (11.4-16.1)$ km。在这篇文章中，我们研究的影响，这种分析的声速在高密度内核使用最近的手征有效场理论（$χ$ EFT）计算的状态方程在下一个领导的顺序来描述外部地区的恒星在适度的密度。我们发现，在内核，$\textbf{min}\{c^2_{s, {\rm max}}\}$的最大声速的下限，随着大质量中子星的半径迅速增加。如果$χ$ EFT对于高达约两倍核饱和密度的核相互作用保持有效扩展，则$R_{2.0}\geqslant 13$ km需要分别处于$68\%$和$95\%$可信度水平的$\textbf{min}\{c^2_{s, {\rm max}}\} \geqslant 0.562$和$0.442$。
2021-10-28 astro-ph.HE nucl-th
Rapid neutron star equation of state inference with Normalising Flows
提出基于归一化流的ASTREOS方法，实现快速且非参数化的中子星状态方程推断，在不到1秒内生成与LIGO-Virgo一致的置信区间，助力后续观测预警。
2024-03-26 astro-ph.HE gr-qc nucl-ex
A Nuclear Equation of State Inferred from Stellar r-process Abundances
双中子星合并（NSMs）已被证实是最重的可观测元素的快速中子捕获（r-）过程的来源之一。然而，模拟NSM流出-从总喷出物质量到它们的元素产率-取决于未知的控制中子星结构的核物质状态方程（EOS）。在这项工作中，我们推导出一个唯象状态方程，假设NSM是重元素物质的主要来源，在贫金属星的r-过程丰度模式。我们从一个粒子数合成模型出发，得到了合并中子星双星的粒子数，并计算了它们与地球自转轨道相关的元素产额。假设这些合并是负责大多数的r-过程元素中的金属贫星，我们发现参数代表的状态方程的理论NSM产量重现来自金属贫星的观测丰度。对于我们的概念验证假设，我们发现EOS比当前约束稍微软一些，但仍然符合当前约束，例如，由中子星内部成分探测器，用$R_{1.4}=12.25\pm 0.03$ ~km和$M_{\textrm TOV}$的$2.17\pm 0.03$ ~M $_\odot$（统计不确定性，忽略模拟系统学）。
2022-02-28 astro-ph.HE nucl-th
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。
2022-01-09 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Fastest spinning millisecond pulsars: indicators for quark matter in neutron stars?
本研究通过含超核-色超导夸克相变的混合物态方程分析自转混合星，发现带夸克核的混合星可解释最快最重中子星J0952-0607，并修正了开普勒频率相关经验关系，给出致密星半径新约束。
2025-08-01 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Angle-dependent in-situ fast flavor transformations in post-neutron star merger disks
本研究首次在广义相对论磁流体力学框架下对中子星合并后吸积盘中的快速中微子味转换进行三维原位角度依赖建模，发现FFCs通过抑制电子中微子使盘冷却并减弱早期热驱动风，增强抛射物的中子丰度，从而在高纬度产生更稳健的r-process。
2025-03-31 astro-ph.HE
FIRST J1419+3940 as the First Observed Radio Flare from a Neutron Star Merger
在剧烈的合并过程中，两颗中子星可以减少百分之几的质量。随着喷出物的膨胀，它与周围的星际气体相撞，产生了持续数年的缓慢衰落的无线电耀斑。射电耀斑独特地探测了中子星合并的人口，因为过去几十年的许多事件仍然可以探测到。然而，迄今没有报告观测到无线电耀斑。在这里，我们表明，无线电瞬变FIRST J1419+3940，在1993年首次观察到，仍然可以检测到，可能起源于一个中子星合并。我们对中子星合并喷出物进行了数值模拟，证明了具有天体物理预期参数的合并模型能很好地再现观测到的射电光变曲线。我们检查观测到的无线电数据，以及宿主星系，找到线索，可以区分瞬变的中子星合并的起源从另一种解释-一个离轴长伽马射线暴的余辉。在不久的将来，观测可能会发现第一个J1419+3940无线电瞬变起源的进一步证据。我们表明，现有的无线电调查可能已经记录了多个无线电耀斑，告诉我们的起源和性质的中子星合并及其在宇宙中最重的元素的核合成中的作用。
2020-09-27 astro-ph.HE
Recent LIGO-Virgo discoveries
LIGO和Virgo引力波探测器从2019年4月到10月进行了第三次观测运行的前半部分。在此期间，他们探测到39个来自黑洞或中子星合并的新信号，是探测到的事件总数的四倍多。这些发现包括一些前所未有的来源，如一对质量不等的黑洞（GW 190412），一对大质量的中子星（GW 190425），一个可能位于超新星对不稳定质量隙中的黑洞（GW 190521），以及迄今为止已知的最轻的黑洞或最重的中子星（GW 190814）。总的来说，全套信号提供了有关致密物体分布及其在整个宇宙历史中演变的天文学宝贵信息。这也使得对广义相对论的更多限制和多样性的测试成为可能，包括对黑洞基本性质的新探索。本文综述了这些结果的亮点及其影响。
2021-06-17 astro-ph.HE
Evidence for quark-matter cores in massive neutron stars
控制强核力的量子色动力学理论预言，在足够高的能量密度下，强子核物质会经历一个去禁闭的过渡，变成一个新的夸克和胶子相。虽然这在超相对论重离子碰撞中已经被观察到，但目前中子星内部是否存在夸克物质还是一个悬而未决的问题。通过结合天体物理观测和理论从头计算，在一个独立的模型的方式，我们发现，在中子星的质量对应于1.4太阳质量的核心的物质的推断性质是兼容的核模型计算。然而，在最大质量，稳定的中子星内部的物质表现出退禁闭相的特征，我们解释为夸克物质核心存在的证据。对于可靠观测到的质量约为两个太阳质量的最重中子星，夸克物质的存在被发现与强相互作用物质中的声速c_s的行为有关。如果没有强烈地违反共形边界（c_s）^2 < 1/3，那么大质量中子星被预言具有相当大的夸克物质核心。这一发现对中子星的现象学有重要的意义，并影响至少有一个足够大质量的参与者的中子星合并的动力学。
2021-07-27 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Massive neutron stars as mass gap candidates: Exploring equation of state and magnetic field
本文利用相对论平均场状态方程构建中子星模型，发现奇异物质限制其质量约2.2太阳质量，但磁场和各向异性使质量增加至观测质量间隙，提出GW190814等候选体可能是大质量磁化中子星。
2024-02-15 astro-ph.HE
Properties of rotating neutron stars in light of binary compact object mergers
本文使用八种状态方程研究了旋转中子星的性质，计算了转动惯量等可观测量，指出 GW190814 中约 2.6 太阳质量的次级天体可能是频率大于 1000 Hz 的快速旋转中子星。
2023-11-20 astro-ph.HE gr-qc
Dark matter transport properties and rapidly rotating neutron stars
中子星是寻找暗物质的好地方，因为它们的高密度允许重复的相互作用。大质量弱相互作用粒子（WIMP）可以在中子星的核或壳中有效地散射。在本文中，我们专注于WIMP的贡献，如剪切粘度或热导率的输运性质，因为这些可以大大提高长的平均自由程。我们推测WIMP增加了中子星物质的剪切粘度，并有助于稳定r模式振荡。这些是集体振荡，其中回复力是科里奥利力。目前，在许多观测到的快速旋转的恒星中，r模被认为是不稳定的。如果WIMP稳定了r模式，这将允许中子星快速自旋。这可能要求WIMP-核子截面接近目前的实验极限，并且中子星中WIMP的密度适当。
2012-05-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Ultra-heavy cosmic-ray science--Are r-process nuclei in the cosmic rays produced in supernovae or binary neutron star mergers?
最近在宇宙射线中检测到的60 Fe提供了确凿的证据，证明GCR中存在最近合成的组分（少量MY）（Binns等人，2016）。此外，这些原子核一定是在太阳系附近的超新星中合成和加速的，可能是在距离太阳约100 pc的Sco-Cen OB星协子群中。最近关于r过程核产生的理论工作似乎表明，SNe很难产生太阳系中相对于铁的高原子序数（Z）的r过程元素丰度，包括锕系元素（Th，U，Np，Pu和Cm）。相反，许多人相信最重的r过程核，甚至所有的r过程核，都是在双中子星合并中产生的。由于我们现在知道GCR中至少有一种成分是最近合成和加速的，因此可以通过测量这些超重r过程核的相对丰度来测试SNe和BNSM产生r过程的模型，特别是锕系元素，因为它们具有放射性，并提供时钟，给出从核合成到在地球上检测到的时间间隔。由于BNSM被认为在我们的银河系中比SNe少得多（大约少1000倍），锕系元素的比例，每个都有自己的半衰期，将能够清楚地确定最重的r过程核是在SNe还是在BNSM中合成的。此外，电荷范围从34到82的r过程核可以用来约束BNSM和SNe中的r过程产生模型。因此，GCRs成为BNSM和SNe研究中的多信使组分。
2019-03-28 astro-ph.HE
Rapid cooling of the Cassiopeia A neutron star due to superfluid quantum criticality
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文通过引入超流量子临界性导致的非费米液体行为，解释了仙后座A中子星因核心中子超流而增强中微子发射导致的快速冷却，无需额外能量损失过程。
2026-05-22 astro-ph.HE cond-mat.supr-con nucl-th
Rapid cooling of neutron star in Cassiopeia A and r-mode damping in the core
对Cas A中中子星的快速冷却提出了另一种解释。这表明，明星正在经历恢复期后的r-模式加热过程，假设明星是差分旋转。像中子超流触发模型一样，我们的模型预测快速冷却将持续几十年。然而，这两个模型的行为略有不同，它们可能会在不久的将来通过观察来区分。
2011-06-20 astro-ph.HE
An introduction to strange stars
在自然界中观测到的最重的中子星的描述依赖于对广义相对论和量子色动力学中存在的物理概念的理解。在这项工作中，我们审查的基本概念，需要描述奇怪的星，构成的上，下和奇怪的夸克，这是一个可能的替代品，以描述最密集的中子星的一般性质。我们将回顾Bodmer-Witten-Terazawa假说，该假说认为奇异物质相对于普通核物质是绝对稳定的，并讨论奇异星的基本特性。我们的目标是提出必要的概念，以了解这个重要的主题的天体粒子。
2020-06-04 astro-ph.HE hep-ph
Neutron Star Mergers and Nucleosynthesis of Heavy Elements
自从发现脉冲双星和观测到其轨道能量损失以来，中子星合并的存在就得到了支持，这与广义相对论是一致的。它们被认为是快速中子俘获过程（r-过程）的核合成位点，该过程负责产生除Fe之外的所有重元素的大约一半，并且是除Pb和Bi之外的元素的唯一来源。基于中子星物质减压的详细核合成计算与太阳重核r过程丰度是一致的。中子星合并也被确认为通过其红外余辉产生短持续时间的γ射线爆发。喷射物质中的高中子密度允许剧烈的r过程，导致远离（核）稳定区域的最重核的裂变循环。几种核性质的不一致性影响丰度分布。天体物理事件的模拟还取决于流体动力学处理、合并后和黑洞可能出现之前中微子风的发生以及黑洞吸积盘的性质。我们讨论了核和建模的不确定性的影响，并得出结论，二进制紧凑的合并可能是一个（或）在我们的银河系的r-过程核生产的主导网站。
2017-10-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Astrophysical constraints on the cold equation of state of the strongly interacting matter
HUN-REN Wigner RCP（匈牙利科学院温格研究物理中心）；Institute of Technology, MATE KRC（马塔伊·卡罗利大学技术研究所）；Universität Potsdam（波茨坦大学）
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。
2026-04-29 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Effect of Finite-Temperature $β$-Decay Rates on the Rapid Neutron Capture Process
本研究利用有限温度质子-中子相对论准粒子随机相位近似计算的衰变率，探究有限温度$\beta$衰变对$r$-过程丰度模式的影响，发现其在热且中等富中子环境（如磁旋转超新星）中显著，并加速早期加热率。
2025-10-09 astro-ph.HE nucl-th
Delayed Thermal Relaxation of Rapidly Cooling Neutron Stars: Nucleon Superfluidity and Non-nucleon Particles
本研究通过纳入核子超流和非核子粒子，发现快速冷却中子星在特定条件下出现延迟热弛豫，并利用仙后座A观测约束中子$^3P_2$临界温度上限。
2025-05-08 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
A geometric physics-informed machine learning inference for the neutron star maximum mass and the inverse problem
Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育研究所博帕尔分校）
本研究通过物理引导的机器学习方法，利用几何参数预测中子星最大质量和半径，并揭示声速峰值导致的相变机制。
2026-02-20 astro-ph.HE
Quark matter in light neutron stars
在三味NJL模型中引入了高阶排斥相互作用来描述混合星的夸克相位。分析了四夸克和八夸克矢量-等谐相互作用对混合星位形稳定性的影响。在$M(R)$图中，一个8夸克矢量-等幅通道的存在被认为是产生大夸克分支的关键。这是由于它对夸克物质状态方程的硬化效应，这种硬化效应是由声速的非线性密度依赖性引起的。这个额外的相互作用通道允许夸克核心在适度低的NS质量$\sim 1M_{\odot}$下出现，并提供所需的排斥力以保持恒星稳定性高达$\sim2.1M_{\odot}$。此外，我们还发现，无论是最重的NS质量，$M_{\text{max}}$，它的半径，$R_{\text{max}}$，是相当敏感的8夸克矢量等幅通道的强度，导致相当大的减少$R_{\text{max}}$的耦合增加。这种行为在$Λ(M)$图中留下了与纯强子物质状态方程相当大的偏差，这可能是夸克物质存在的可能标志，即使对于中等低的NS质量，$\sim 1.4\, M_\odot$。由此产生的$M(R)$和$Λ(R)$关系是根据最新的天体物理约束NICER和Ligo/VIRGO观测，分别。
2020-08-28 astro-ph.HE nucl-th
Generative artificial intelligence for reconstructing neutron-star matter
该研究用去噪扩散模型重建中子星物态方程，结合先验与精确物理约束，得到1.4倍太阳质量下的半径和潮汐形变结果，支持强子-夸克交叉过渡，为不适定逆问题提供模板。
2026-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
PSR J0952-0607: Tightening a Record-High Neutron Star Mass
Stanford University（斯坦福大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
通过改进测量，PSR J0952-0607中子星质量被确定为创纪录的2.35±0.11M_太阳质量，推动了中子星质量上限的更新。
2025-12-04 astro-ph.HE
Rapid Spin Deceleration of Magnetized Proto-Neutron Stars via Asymmetric Neutrino Emission
在完全相对论平均场论的背景下，我们计算了原中子星的非对称中微子吸收自旋减速。本文首次计算了在环形磁场位形中由于中微子的不对称吸收而引起的中子星自旋减速。我们发现了一个令人惊讶的效应，即在环形磁场中，中微子的非对称吸收的减速比通常假设的磁偶极辐射引起的制动要大得多。这可能解释了磁星在过去似乎有一个更快的减速。
2014-03-06 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Thermodynamical Description of Hot, Rapidly Rotating Neutron Stars, Protoneutron Stars, and Neutron Star Merger Remnants
热、密核物质物态方程的预测是核天体物理中最复杂、最有趣的问题之一。与此同时，对它的了解是一些最有趣的研究的基本要素。在本工作中，我们的研究集中在热、致密的核物质状态方程的构建上，主要与中子星的内部有关。我们采用的理论核模型，其中包括核子之间的动量依赖的相互作用，随着\textit{state-of-the-art}微观计算。热效应的引入，在一个自洽的方式，和一组等温和等熵状态方程的预测。用预测的状态方程获得和扩展了非自转和快速自转的开普勒频率中子星的热效应的知识。热效应和旋转效应的同时研究提供了一些最重要的量，包括质量（引力和重子）和半径，开普勒频率和克尔参数，惯性的转动惯量等，这些量直接关系到质子中子星的研究，主要是热和快速旋转的残余物的一个二元中子星合并的有用信息。最近观测到的中子星合并数据和本研究可能为它们的研究提供有用的工具，并有助于对核物质的状态方程提供可能的约束。
2021-05-10 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Rapidly Evolving and Luminous Transients Driven by Newly Born Neutron Stars
我们提供了一个全面的分析，最近发现的泛星1中深调查的一些快速发展和发光瞬变的发射材料的属性。据发现，这些瞬变可能是由一个低质量的非相对论流出，是由一个新诞生的，快速旋转，高度磁化的中子星持续供电。这样的系统可能起源于白矮星的吸积引起的坍缩，或者是中子星-中子星双星的合并。因此，对这些瞬态的观测将有助于约束白矮星和中子星物理和/或搜索和识别合并的引力波信号。
2015-05-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
$r$-mode stabilization in rotating hyperon-rich neutron stars and its implications for GW190814
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度技术学院焦特布尔分校）
研究通过旋转、热演化和超子诱导粘性分析，探讨超子丰富中子星稳定性，解释GW190814次级天体可能为快速旋转的超子中子星。
2026-02-25 astro-ph.HE
Narrow Atomic Features from Rapidly Spinning Neutron Stars
中子星以中等速率（~300- 600 Hz）旋转时，其形状会变成扁圆形，并获得非零的四极矩。在本文中，我们使用Hartle-Thorne近似下的光线追迹算法计算了这类中子星的原子特征轮廓。我们发现，线轮廓获得的核心是窄得多的宽度比纯多普勒效应的观察者倾斜的大范围内预期。因此，在利用旋转展宽谱线测量中子星半径时，需要同时考虑中子星扁率和四极矩的影响。此外，这些狭窄核心的存在大大增加了从快速旋转的中子星中探测到原子线的可能性。
2013-02-13 astro-ph.HE gr-qc
Asymmetries of Heavy Elements in the Young Supernova Remnant Cassiopeia A
超新星遗迹（SNRs）提供了研究超新星（SNe）的手段，可以提供一个独特的洞察机制，控制这些高能事件。在这项工作中，我们研究了在银河系中已知最年轻的核心坍缩（CC）SNR中发现的不同元素的X射线发射的形态。最重的元素表现出最高水平的不对称性，我们将其与创建元素的燃烧过程及其与爆炸中心的接近程度联系起来。我们的研究结果支持了最近的模型预测，即最接近爆炸源的材料将反映SN机制固有的不对称性。此外，我们发现最重的元素比较轻的元素更直接地与中子星（NS）相对运动。这一结果是一致的NS踢所产生的喷出物的不对称性。
2020-05-11 astro-ph.HE
Fully general relativistic description of rapidly-rotating axially-symmetric neutron stars for constraining nuclear matter equations of state
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；RIKEN Nishina Center（理化学研究所仁科加速器中心）
基于KEH方法研究快速旋转中子星的内部结构，发现旋转频率增加导致质量-半径曲线整体上移，且最大角频率依赖于状态方程刚度，为核物质状态方程提供约束。
2026-06-25 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Is GW190425 consistent with being a neutron star$-$black hole merger?
GW 190425是Advanced LIGO/Virgo探测器探测到的第二个中子星合并事件。如果解释为双中子星合并，总的引力质量比银河系中确定的双星系统大得多。在这项工作中，我们分析的引力波数据内的中子星$-$黑洞合并的情况。对于黑洞，我们得到质量为$2.40^{+0.36}_{-0.32}M_\odot$，自旋为$0.141^{+0.067}_{-0.064}$。对于中子星，我们发现了$1.15^{+0.15}_{-0.13}M_\odot$的质量和$1.4^{+3.8}_{-1.2}\times 10^{3}$的无量纲潮汐形变。这些参数范围的可信度为90%。中子星和黑洞的推断质量与当前的观测结果并不紧张，我们认为GW 190425是中子星$-$黑洞合并事件的可行候选者。得益于先进引力探测器灵敏度的不断提高和观测站数量的增加，预计未来类似事件将得到更精确的测量，所谓的质量间隙以下黑洞的存在将得到明确的澄清。如果得到证实，中子星与（快速旋转的）低质量黑洞的合并可能是最重r过程元素的重要生产场所。
2020-02-27 astro-ph.HE gr-qc
Rapidly spinning dark matter-admixed neutron stars
本研究建模了暗物质独立自转的均匀自转中子星，考察共转与反转情景下暗物质对质量-半径关系、开普勒极限和转动惯量等宏观性质的影响，为自相互作用暗物质的天体物理意义提供新见解。
2025-06-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
On the nature of GW190814 and its impact on the understanding of supranuclear matter
2019年8月14日，LIGO Scientific和Virgo合作组织（LVC）对质量为$2.50-2.67M_{\odot}$的紧凑物体的观测有可能提高我们对超核状态方程的理解。虽然对LVC的引力波分析表明，GW 190814可能是一个双黑洞系统，但次级成分也可能是迄今为止观测到的最重的中子星。我们使用我们以前推导的核物理多信使天体物理学框架来解决这个对象的性质。根据我们的研究结果，我们确定GW 190814是一个双黑洞合并的概率为$>99.9\%$。即使我们削弱了以前对中子星最大质量的限制，双星黑洞起源的概率仍然是$\sim 81\%$。此外，我们研究的影响，这一观察对我们的理解的核物质状态方程通过分析的质量半径图的中子星为一个双黑洞或中子星-黑洞的情况下的允许区域。我们发现，不太可能的情况下，第二个对象是一个中子星需要相当严格的状态方程的最大声速$c_s\geq \sqrt{0.6}$倍的光的速度，而二进制黑洞的情况下，并没有提供任何新的见解。
2021-02-05 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Possibility of rapid neutron star cooling with the realistic equation of state
快速冷却过程是否发生对中子星的热演化至关重要。特别是，直接Urca过程的阈值，这是一个快速冷却过程，是由内部质子分数$Y_p$，或核对称能。由于最近的观测表明中子星的半径很小，所以对称能的值最好是低的。在这项研究中，采用三种状态方程（EoS）模型：Togashi、Shen和LS 220 EoS对中子星冷却进行了模拟。Togashi EoS最近被构造成在有限温度下具有真实的核势，并被发现可以解释中子星的小半径。结果发现，由于直接Urca过程是禁止的，中子星的冷却是缓慢的使用Togashi EoS。这是因为Togashi EoS的对称能低于其他EoS。因此，为了解释使用Togashi EoS观测到的孤立中子星（INS）的年龄和表面温度，无论表面成分如何，都需要其他快速冷却过程。
2020-01-06 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Constraining the Neutron Star Mass-Radius Relation and Dense Matter Equation of State with NICER. II. Emission from Hot Spots on a Rapidly Rotating Neutron Star
描述了快速旋转中子星的表面辐射模型，并将其应用于中子星内部成分探测器的毫秒级中子星X射线数据，对中子星质量-半径关系和稠密物质状态方程进行了统计约束。为了确保相关的计算是准确和精确的，我们进行了广泛的验证测试，我们的数值代码之间的Schwarzschild +多普勒和扁圆形Schwarzschild近似，并比较这两个近似精确的数值计算。我们发现代码输出之间的极好的一致性，以及与一组分析和半分析计算的比较，结合它们的速度，表明代码非常适合大规模统计抽样应用。一套经过验证的高精度参考合成脉冲轮廓提供给社区，以方便测试其他独立开发的代码。
2019-12-12 astro-ph.HE
Rapidly rotating neutron stars in $R$-squared gravity
引力的$f(R)$理论是对暗能量最流行的替代解释之一，因此研究这些理论可能的天体物理意义是一项重要的任务。本文通过考虑在$R^2$引力作用下快速旋转的中子星，在这个方向上取得了实质性的进展。数值结果和我们使用的方法是非微扰和自洽的。详细研究了中子星的质量、半径和转动惯量等性质，结果表明自转放大了对广义相对论的偏离，最大质量和最大转动惯量可以达到很高的值。这一观测结果类似于之前在其他引力理论（如标量张量理论）中对快速旋转的中子星的研究，它可能会导致强烈的天体物理学表现。
2015-01-19 astro-ph.HE gr-qc
Rapidly rotating neutron stars in scalar-tensor theories of gravity
本文给出了标量-张量引力理论中控制快速旋转中子星平衡的场方程，以及有代表性的数值解。研究了非平凡标量场存在的条件以及与广义相对论解的偏差。标量张量理论的两个例子进行检查-一种情况下，相当于Brans-Dicke理论和第二种情况下，这是微扰等价于爱因斯坦的广义相对论在弱场制度，但可以显着不同的强场。我们的数值结果表明，快速旋转的中子星模型与非平凡的标量场存在于这两种情况下，标量场的影响是更强的快速旋转。如果我们根据目前的观测结果来考虑耦合参数的值，那么只有标量-张量理论的第二个例子对中子星的结构有重要的影响。我们表明，标量化，快速旋转的中子星存在的参数范围比在静态的情况下，因为一个非平凡的标量场存在，即使耦合常数$β>-4.35$的值，这些解决方案是积极的比广义相对论的更有利。此外，快速旋转的标量张量中子星与广义相对论解的偏差明显大于静态情况。
2014-02-24 astro-ph.HE gr-qc
The surface of rapidly-rotating neutron stars: implications to neutron star parameter estimation
中子星内部成分探测器（NICER）目前正在观测旋转中子星表面热点发射的X射线脉冲轮廓，从而能够以前所未有的精度推断其半径。脉冲轮廓模型中的一个关键要素是恒星扁圆形状的分析公式。这些公式需要在一个大的中子星的解决方案，其中涵盖了广泛的状态方程，恒星的紧凑性和旋转频率的合奏拟合。然而，这一过程引入了系统误差的来源，因为（i）拟合不能完美地描述系综中所有恒星的表面，以及（ii）中子星由单个状态方程描述，其对表面形状的影响在拟合过程中被平均。在这里，我们进行了第一次研究这个系统误差，发现证据表明，它是次显性相对于由NICER半径推断的统计误差。我们还发现，NICER目前使用的公式可以用于推断快速旋转的恒星的半径的证据，公式的有效性域之外。此外，我们采用了一种精确的基于几何的方法来定位快速旋转中子星的数值解的表面，并采用了一个新的高精度公式来描述它们的表面。这些结果可用于需要精确描述快速旋转中子星扁圆表面的应用。
2021-05-05 astro-ph.HE gr-qc
A lower bound on the maximum mass if the secondary in GW190814 was once a rapidly spinning neutron star
最近发现的GW 190814的特征是合并了一个二进制与一个主要的质量为$\sim 23\,M_{\odot}$和一个次要的质量为$\sim 2.6\,M_{\odot}$。虽然主恒星很可能是一个黑洞，但副恒星可以被解释为有史以来观测到的最轻的黑洞或质量最大的中子星，但也表明存在一类新颖的外来紧凑天体。我们在这里认为，在GW 190814中的次级不一定是一个从头算黑洞，也不一定是一个奇异的物体;相反，根据我们目前对核物质状态方程的理解，它可以是一个快速旋转的中子星，在合并前的某个时刻坍缩成一个旋转的黑洞。使用连接均匀旋转的中子星的质量和自旋的普遍关系，我们估计的自旋，$0.49 \lesssim χ\lesssim 0.68$，的二次-一个数量不受限制，到目前为止的检测-和一个新的严格的下限的最大质量，$M_{\rm TOV} > 2.08^{+0.04}_{-0.04}\, \,M_{\odot}$，非旋转的中子星，符合最近的观测一个非常大质量的脉冲星。即使在次级中子星从未坍缩成黑洞的可能性较小的情况下，新的下限也仍然有效。
2020-09-21 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Properties of rapidly rotating hot neutron stars with antikaon condensates at constant entropy per baryon
我们考虑一个无中微子的热中子星，它的核心含有反K介子凝聚，并且每个重子的熵是有限的。我们找到了一系列熵和反K介子光学势的状态方程，并生成了静态和旋转恒星的质量分布。自转引起恒星平衡的许多变化，因此它的结构性质也随之演化。在这项工作中，我们报告的旋转对热中子星的质量和形状的不同状态方程和热力学条件的影响。还探讨了高温静态中子星的温度分布。我们还对具有强磁场的轴对称旋转NS所发射的引力波的振幅作了粗略的估计。
2018-09-27 astro-ph.HE
What neutron stars tell about the hadron-quark phase transition: a Bayesian study
本研究在贝叶斯框架下结合多种强子与夸克模型及平滑渡越相变，分析中子星观测约束对状态方程的影响，发现纯夸克核仅在最大质量低于约2.35太阳质量时可能存在，且声速峰值高度受青睐，同时强调了使用完整概率密度数据估计半径的必要性。
2023-07-20 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Instability windows and evolution of rapidly rotating neutron stars
我们考虑了低质量X射线双星中快速旋转的中子星在r模激发下的不稳定性（类似于地球上由科里奥利力控制的Rossby波）。我们认为，有限的温度效应在超流核心的中子星导致共振耦合和增强阻尼（因此稳定性）的振荡模式在一定的恒星温度。使用一个简单的唯象模型，我们表明，高自旋频率的中子星可能会花费大量的时间在这些“共振”温度。这一发现使我们能够解释LMXB中令人困惑的热快速旋转中子星观测，并预测一类新的热，非吸积，快速旋转中子星，其中一些可能已经被观察到，并暂时确定为静止LMXB（qLMXB）候选者。我们还对中子星的自旋频率施加了一个新的理论极限，解释了吸积毫秒X射线双星统计分析得出的截止自旋频率~730 Hz。除了解释观测结果外，我们的模型还提供了一种新的工具来限制超致密物质的性质，将测量的共振温度与理论预测的共振温度进行比较。
2014-03-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Hadronic matter phases and their application to rapidly rotating neutron stars
中子星通常被认为是具有高密度内部和内核区域的天文物体，其中预计会出现各种强子物质相。一些研究表明，内部结构影响恒星的宏观现象。然而，我们知道恒星的内部结构强烈依赖于状态方程（EOS）。高密度物质的物态方程仍然不清楚，最近的一些观测表明物态方程的限制。理论研究应阐明在高密度和/或高温下的EOS。例如，许多理论研究试图解释快速旋转的中子星的旋转效应（即，（图1）。因此，我们也将我们的EOS应用于快速旋转的恒星。此外，中子星会产生很强的磁场。最近的一些研究表明，这个磁场对EOS施加限制。在本文中，我们集中在内部结构的调查和我们的EOSs旋转的恒星的应用。我们发现，我们的EOS之一是一致的观察，另一个是不一致的。我们还发现了一个重要的关系半径和旋转。
2015-12-28 astro-ph.HE
