Spin and quadrupolar effects in the secular evolution of precessing compact binaries with black hole, neutron star, gravastar, or boson star components
讨论了偏心轨道上含有重力星、黑洞、中子星或玻色子星的进动双星。我们推导出长期的演化方程，第二后牛顿阶精度，领先的顺序自旋轨道，自旋自旋，和质量四极矩的贡献。新兴的封闭系统的一阶微分方程演化的极角和方位角的自旋和轨道角动量矢量与近星点角。世俗的动力是自主的。我们确认数值，长期的演变看起来像平滑的瞬时演变在时间尺度上的辐射反应是可以忽略不计的。自旋极角的长期演化和它们的方位角的差产生一个封闭的子系统。我们研究分析这个系统的特殊情况下，一个自旋占主导地位的其他和黑洞玻色子星双星的质量相等。在第一种情况下，当较大的自旋几乎与轨道共面时，复制较小自旋的已知大触发器。我们还发现了新的，四极诱导的触发器发生时，中子星与主导自旋有一个四极参数$w_1\approx 3$。最后，通过比较黑洞伴星是引力星、另一个黑洞和一个质量相同的玻色子星的情况，数值分析了自旋角的演化。我们发现，当伴星是一个黑洞时，触发器的振幅和周期都是最大的。在玻色子伴星的情况下，触发器的频率显着增加。此外，虽然在引力星和黑洞的情况下，摆动型的方位角演化发生，与组件的自旋周期性地相互超越，它们的序列是保守的，当同伴是玻色子星。
2022-10-01 gr-qc
Slowly Rotating Boson Fermion Stars
相对论规定用于研究由自引力玻色子和费米子（费米子可以被认为是中子）组成的恒星的缓慢旋转。以前的结果要求纯玻色子星不能显示缓慢的旋转，如果一个人使用相对论的规定与经典的标量场。与此相反，目前的工作表明，玻色子-中子星组合在其基态可以旋转。它们的结构和稳定性进行了分析下慢旋转近似。
2001-02-04 astro-ph gr-qc
Fundamental oscillations as a tool to distinguish boson stars from neutron stars and black holes
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天体物理中心）；IP2I Lyon, University Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, UMR 5822（里昂IP2I，里昂第一大学克洛德·贝尔纳大学，CNRS/IN2P3，UMR 5822）；Institute for Theoretical Physics, Goethe University（法兰克福歌德大学理论物理研究所）
本研究首次展示玻色星的非径向基本模式特性在强相互作用极限下遵循缩放关系，通过质量与紧凑性确定其模式特性，从而区分玻色星与中子星及黑洞的quasinormal模式。
2026-02-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational Waves from Dark Boson Star binary mergers
引力波天文学可能使我们能够探测到低亮度天体物理学致密物体的合并，这些物体非常难以用当前的电磁望远镜观察到。除了像黑洞和中子星这样的经典来源外，其他候选者包括理论上可能存在但从未在自然界中观察到的外来紧凑物体（ECO）。在不同的可能性中，这里我们考虑暗星，由暗物质组成的天体物理学紧凑物体，仅通过引力与其他恒星相互作用。我们数值研究了玻色子场组成的暗星双星合并过程中的动力学和产生的引力波。这些结果进行了比较后牛顿近似和以前的模拟的二元玻色子星，通过引力和物质相互作用。我们的分析表明，暗玻色子星属于一种新的紧凑物体，代表不同种类的恒星，它们的合并产生的引力信号与其他天体物理物体，如黑洞，中子星，甚至玻色子星明显不同。
2018-08-31 gr-qc
Vector gauge boson radiation from compact binary systems in a gauged $L_μ-L_τ$ scenario
一个紧凑的双星系统的轨道周期衰减主要是由于四极引力辐射，这与观测一致的百分之一。其他类型的辐射，如超轻标量或赝标量辐射，大质量矢量玻色子辐射也有助于轨道周期的衰减，只要发射粒子的质量小于紧凑双星系统的轨道频率。得到了中子星-中子星和中子星-白矮星双星在大质量矢量场辐射下的能量损失表达式。中子星由于简并电子的化学势较大，所以具有较大的μ介子电荷。我们导出了双星中由于$U(1)_{L_μ-L_τ}$规范玻色子辐射引起的能量损失。对于矢量玻色子的辐射，质量受致密双星轨道频率$M_{Z^\prime}<Ω\simeq10^{-19}eV$的限制。利用轨道周期衰减公式，得到了四个紧致双星系统规范$L_μ-L_τ$理论中规范玻色子耦合常数的限制。对于矢量规范玻色子μ子耦合，我们发现对于$M_{Z^\prime}<10^{-19}eV$，耦合常数的约束是$g<\mathcal{O}(10^{-20})$。我们还得到了有质量矢量普罗卡场和能与μ子耦合的规范场的不相容图。
2019-12-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Rotating Fermion-Boson Stars
本研究提出构建均匀旋转费米-玻色星的一致性方法并分析其性质，指出该天体可能影响中子星棒状不稳定性，并为探测引力波、解释极端物质行为及黑洞质量间隙提供新途径。
2024-10-15 gr-qc
Tidal Deformability as a Probe of Dark Matter in Neutron Stars
玻色子星的概念最早由Kaup和Ruffini-Bonazzola在20世纪60年代提出。根据这一思想，我们研究了自相互作用的非对称玻色暗物质（DM）对中子星（NS）不同可观测性质的影响.在本文中，玻色子DM和重子物质（BM）混合在一起，仅通过引力相互作用。DM的存在下，作为一个核心的紧凑型恒星或作为一个扩展的光环，它周围的检查通过应用不同的玻色子质量和DM分数为一个固定的耦合常数。DM核心/晕形成的DM混合NS属性的影响进行了探讨，通过最大质量和潮汐变形的NS。由于最近的引力波（GW）的检测和最新的X射线观测，DM混合NS的功能进行了比较LIGO/Virgo和NICER的结果。
2021-12-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Full 3D Numerical Relativity Simulations of Neutron Star -- Boson Star Collisions with BAM
随着先进的LIGO和VIRGO干涉仪首次直接探测到来自致密双星合并的引力波（GW），GW天文学的时代已经开始。虽然有强有力的证据表明，观测到的GW与两个黑洞（BH）或两个中子星（NS）的合并有关，但未来的探测可能会呈现出不那么一致的画面。事实上，观测到的GW信号是由玻色子星（BS）或轴子星（AS）等奇异紧凑天体（ECO）合并产生的可能性尚未完全排除。为了详细了解合并的后期阶段，全三维数值相对论模拟是必不可少的。在本文中，我们扩展的基础设施的数值相对论代码BAM，允许重子物质与玻色子标量场的同时模拟，从而使研究的BS-BS，BS-NS，和BS-BH合并。我们提出了大量的单星演化来测试新实现的例程，并量化这种模拟的数值挑战，我们发现部分不同于默认的NS情况。我们还比较了头上的BS-BS模拟与独立的数值相对论代码，即SpEC和GRChombo代码，并找到良好的一般协议。最后，我们提出了什么是，据我们所知，第一个完整的NR模拟的BS-NS合并，第一步确定的BS-NS相互作用的特点在强引力制度，以及可能的GW和电磁观测。
2018-07-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Hidden-Sector Spectroscopy with Gravitational Waves from Binary Neutron Stars
我们表明，中子星双星可以是理想的实验室，以探测隐藏的部门与远程部队。特别是，像LIGO和Virgo这样的引力波探测器有可能解决与中子星耦合的超轻暗规范玻色子的波形校正。我们观察到，隐藏扇区的相互作用影响的引力波的频率和振幅的方式，不能用纯引力拟合。
2018-05-03 gr-qc hep-ph hep-th
Can fermion-boson stars reconcile multi-messenger observations of compact stars?
混合费米子玻色子星是耦合的Einstein-（复杂的、有质量的）Klein-Gordon-Euler系统的稳定的、无视界的、处处正则解。孤立的中子星和玻色子星是由它们的中心能量密度唯一决定的，而混合的配置符合一个扩展的参数空间，它取决于费米子和（超轻）玻色子的数量的组合。费米子玻色子星提供的更广泛的可能性有助于解释最近多信使观测和核物理实验中报道的中子星质量和半径测量的紧张局势。在这项工作中，我们构建了平衡配置的混合费米子玻色子星与现实的状态方程的费米子组件和不同百分比的玻色子物质。我们表明，我们的解决方案与多信使数据，包括引力波事件GW 170817和GW 190814和X射线天体PSR J 0030 +0451和PSR J 0740 +6620，以及PREX-2实验的核物理约束非常一致。
2021-10-27 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Boson stars in massless and massive scalar-tensor gravity
本文研究了具有Damour-Esposito-Farese耦合的标量-张量引力理论中玻色子星的自发标量化现象，通过数值计算发现标量化可显著增大玻色子星的半径和质量，使其在能量上更受青睐，但其受标量化影响的程度不如中子星。
2024-07-26 gr-qc
Anisotropic Fluid Model for Massive Boson Stars: Spherically Symmetric Configurations
Montana State University（蒙大拿州立大学）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
本文提出一个各向异性唯象流体模型，用于高效构建球对称大质量玻色子星，通过拟合各向异性轮廓和有效状态方程，将计算成本降低约10倍，并提供Python求解器。
2026-10-08 astro-ph.HE gr-qc
Ultra long lived quasinormal modes of neutron stars in massive scalar-tensor gravity
由中子星发出的引力波的振铃相的频率和特征时间的频谱携带着关于物质含量（状态方程）和引力基础理论的信息。通常，修正的引力理论引入了额外的自由度/场，例如标量，这导致了组成衰荡谱的新的模式族。标量-张量理论是简单但在物理上有希望的候选理论，它有效地引入了一个额外的大质量标量场（即超轻玻色子），它与引力非最小耦合，导致标量化的中子星。在这里，我们提出的第一个计算的完整的衰荡光谱在这样的理论。结果表明，超轻玻色子中子星的衰荡谱比广义相对论的衰荡谱丰富得多，具有超长寿命的传播模式。
2020-06-30 astro-ph.HE gr-qc
Exploding Bose-Einstein condensates and collapsing neutron stars driven by critical magnetic fields
本文讨论了由带有磁矩的粒子构成的相对论中性矢量玻色子气体的凝聚问题。这种矢量玻色子系统可能是在足够强的磁场中通过中子的平行自旋配对形成的，也可能是在特定的磁场强度和密度条件下通过中性原子形成的。一个强大的自磁化产生由于玻色-爱因斯坦凝聚。然后这个系统，可能类似于据说存在于中子星核心的超流体，在横向坍缩下变得比普通的费米子气体更不稳定。在实验室条件的非相对论极限下，简要讨论了几位作者报道的磁场强度和粒子密度临界值与爆炸玻色-爱因斯坦凝聚体行为的类比。
2004-07-01 astro-ph cond-mat.stat-mech gr-qc
The effects of self-interacting bosonic dark matter on neutron star properties
本文提出自排斥非对称玻色子暗物质模型，研究其在中子星核心凝聚或形成晕时对质量、半径和潮汐形变的影响，并给出模型参数约束及可通过引力波巡天探测的暗物质信号。
2023-08-14 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Axial Quasi-normal Modes of Boson-Fermion Stars
Ecole Normale Supérieure-Kouba（库巴高等师范学院）；Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）
研究混合中子星的轴向准正常模，通过求解耦合两流汤普逊-奥本海默-沃尔科夫方程，分析线性轴向扰动，探讨暗物质成分对振荡频率和衰减时间的影响。
2026-09-10 gr-qc hep-ph
Critical Phenomena Associated with Boson Stars
我们给出了一个相关工作（gr-qc/0007039）的简要概要，描述了一个自引力球对称的大质量复标量场的黑洞阈值现象的研究。我们构造I型临界解动态调整的一个参数家庭的初始数据组成的玻色子星和一个无质量的实标量场，并数值演变这个数据。由此产生的临界解似乎对应于玻色子星的不稳定分支，我们通过我们的模拟和微扰理论之间的比较。对于低质量的临界解，我们发现小的“晕”的解决方案的尾巴，这些扭曲的配置文件，否则同意不稳定的玻色子星。这些晕似乎是原始玻色子星和无质量场之间碰撞的产物，似乎不属于真正的临界解。从这项研究中，似乎不稳定的玻色子星除了黑洞形成外，还不稳定地分散（"爆炸“）。鉴于玻色子星和中子星在宏观稳定性上的相似性，我们认为类似的现象也可能发生在中子星的模型中。
2001-03-07 astro-ph gr-qc
Dynamic transition to spontaneous scalarization in boson stars
我们表明，自发标量化的现象预测在中子星的标量-张量张量引力理论的框架内，也发生在玻色子星，不包括一个自相互作用项的玻色子场（除质量项），与以前声称的相反。分析是在物理（约旦）框架，是基于3+1分解的时空假设球对称。
2010-05-19 gr-qc
Phase transitions of boson stars in scalar-tensor theories
Jiangxi Normal University（江西师范大学）；Universidade de Aveiro（阿威罗大学）
该研究探讨了玻色星在标量-张量理论中的相变特性，发现其物质诱导自发标量化仅与一级相变相关。
2025-12-31 gr-qc
Scalar- and Vector Dark Matter Admixed Neutron Stars
本文研究了有质量自相互作用标量/矢量玻色暗物质对中子星的影响，推导了费米子玻色星的潮汐可变形性计算方程，首次构建费米子Proca星平衡解，分析了两类混合星的结构、稳定性及观测意义。
2023-08-23 astro-ph.HE gr-qc
Boson stars driven to the brink of black hole formation
本文研究了球对称自引力大质量复杂标量场的黑洞阈值现象。我们通过调整由玻色子星和无质量实标量场组成的单参数初始数据族来动态地构造I型临界解。实场被用来通过引力相互作用扰动玻色子星，导致能量的{ \em significant}转移。由此产生的临界解与不稳定的玻色子星非常相似，在消散或形成黑洞之前持续有限的时间。我们扩展了Gleiser和Watkins [Nucl.Phys.B319，733（1989）]的稳定性分析，提供了一种计算非零频率玻色子星模的径向依赖性的方法。我们发现我们的临界解决方案和玻色子星模式之间的良好协议。对于临界解小于最大玻色子星质量$M_{\rm max} \simeq 0.633 M_{Pl}^2/m$的90%，一个小的物质晕出现在溶液的尾部。这个晕似乎是原始玻色子星和真实场碰撞的产物，不属于真正的临界解。看来不稳定玻色子星除了形成黑洞外，还不稳定于分散。考虑到玻色子和中子星在宏观稳定性上的相似性，我们认为处于或超过不稳定点的中子星也可能对爆炸不稳定。
2000-07-18 astro-ph gr-qc
Effect of Scalar Boson on Fermionic Dark Star
研究了标量玻色子交换作为费米子暗粒子相互作用的中介体的作用以及暗粒子质量对费米子暗星体性质的影响，包括它们的转动惯量和潮汐形变。我们发现，标量玻色子交换的吸引性质和费米暗粒子质量的作用可以控制费米暗星状态方程的刚度。通过增加标量玻色子耦合的强度，费米暗星变得更加紧凑。因此，如果包含标量玻色子交换的贡献，暗星的致密性可以超过$C$ =0.22。我们还将费米子暗星的转动惯量和潮汐变形能力与相对论平均场模型预测的中子星（在中子星核中有和没有超子）进行了比较。这表明这两类恒星的性质是完全不同的。我们还发现在费米暗星中普遍的I-Love关系不受标量玻色子交换贡献和费米暗粒子质量的影响。还讨论了费米子暗星的可能观测结果。
2019-01-03 astro-ph.SR gr-qc hep-ph
A study of neutron stars in $D \ge 4$ dimensions
球对称恒星的流体静力平衡的相对论方程，或称为托尔曼-奥本海默-阿斯托夫方程，在更高的维度中是已知的。在本文中，这些方程已表示为4维时空的参数和数值求解的4，5，6，7维的中子星物质的标准状态方程推导出的4维时空。研究表明，随着维度的增加，中子星质量的最大值减小，恒星变得不那么紧凑。因此，虽然紧度极限随维度的增加而降低，但中子星永远不会违反这个极限。同时测量一颗中子星的质量、半径和引力红移，可能使我们能够得出关于恒星内部和周围时空的中心密度、状态方程和维数的结论。
2020-10-18 astro-ph.SR gr-qc
A theory of finite-temperature Bose-Einstein condensates in neutron stars
我们研究了由于超流中子之间形成库珀对，在中子星内可能存在的玻色-爱因斯坦凝聚相。为此，我们研究的凝聚玻色子粒子的影响下的短程接触和长程引力相互作用的Hartree-Fock理论的框架。我们考虑有限温度的情况下，推广现有的方法，并推导出宏观和天体物理学相关的数量，如中子星的质量限制。
2014-11-12 astro-ph.SR cond-mat.quant-gas gr-qc
I-Love-Q Relations of Fermion-Boson Stars
本研究将中子星的I-Love-Q普适关系扩展到含暗物质的费米子-玻色子星，发现暗物质参数显著影响偏离程度，并给出玻色子质量上限。
2025-05-07 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
QED Mesons, the QED Neutron, and the Dark Matter
本文将1+1D QED中Schwinger的无质量费米子玻色子解推广应用到QED和QCD中的夸克相互作用中，得到了1+1D夸克-QCD-QED系统中稳定的、受限的开弦QED和QCD玻色子激发。正如1+1D的开弦QCD激发可以是3+1D中具有通量管的QCD介子的理想化一样，1+1D的开弦QED激发也可以是质量在几十MeV的QED介子的理想化，可能对应于最近观测到的反常X17和E38粒子。进一步研究了夸克在QED相互作用中的束缚态，得到了由两个$d$夸克和一个$u$夸克组成的QED中子的稳定性.理论上，QED中子被发现是稳定的，估计质量为44.5 MeV，而类似的QED质子是不稳定的，导致长寿命的QED中子可能是暗物质的良好候选者。
2021-08-02 gr-qc hep-ph nucl-th
