Universal relations between the quasinormal modes of neutron stars and magnetic tidal deformability
Kochi University（高知大学）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN（理化学研究所交叉理论数学科学中心（iTHEMS））；University of Tübingen（蒂宾根大学）
本研究推导了中子星 quasinormal 模与磁潮汐形变之间的普遍关系，揭示了磁潮汐形变对引力波信号的影响。
2025-12-24 astro-ph.HE nucl-th
Dark matter effects on the properties of neutron stars: compactness and tidal deformability
本文结合现实核EOS与自相互作用费米子暗物质，系统研究暗物质混合中子星的致密性与潮汐形变能力，分析其偏离核子中子星普适关系的信号，为中子星内暗物质探测提供依据。
2024-03-23 nucl-th
Roles of crust and core in the tidal deformability of neutron stars
最近对GW170817的观测为中子星的潮汐变形能力提供了约束条件，了解状态方程的哪些特征对中子星的潮汐变形能力影响最大是非常重要的，因此我们研究了地壳对中子星各种状态方程的潮汐变形能力和转动惯量的贡献.结果发现，这些量的贡献，从低密度地壳通常是相当小的，作为一个结果的潮汐变形能力的确定提供了一个重要的约束致密物质的状态方程。
2019-05-15 astro-ph.HE nucl-th
Tidal deformability with sharp phase transitions in (binary) neutron stars
在中子星合并过程中，中子星的潮汐形变是决定合并前引力波信号的一个重要参数。在这篇文章中，我们展示了中子星潮汐形变在一个或两个急剧相变（s）存在下的表现。我们描述了当这些相变的性质在稠密物质状态方程（EoS）中被修改时，潮汐变形能力的变化。尖锐的相变导致最小可能的潮汐变形，也诱导潮汐变形和引力质量之间的关系的不连续性。这些结果在定性上不受相变适度软化的影响。最后，我们测试了两个普遍的关系，包括潮汐变形，并表明其准确性是有限的急剧相变。
2019-04-08 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Tidal Deformability of Quark Stars with Repulsive Interactions
在早期的工作中，我们应用QCD为基础的状态方程的恒星结构的自约束的奇怪的恒星的研究，获得序列的最大质量大于两个太阳的质量和半径范围从8到12公里。在这项工作中，我们更新了以前的计算，并将其与最近的数据进行了比较，包括NICER和XMM-牛顿合作组织最近对大质量脉冲星PSR J 0740 +6620的质量和半径的测定。我们的状态方程类似于麻省理工学院的袋模型，但它包括排斥相互作用，这对再现积累的实验信息是必不可少的。我们发现，我们的状态方程仍然是兼容的所有天体物理观测，但参数窗口现在是狭窄的。
2021-06-24 nucl-th
Neutron star deformability with hyperonization in density-dependent relativistic mean-field models
从引力波数据中提取的中子星潮汐形变量为中子星内部结构及其相关的核物质状态方程提供了一种新的探索途径。在相对论平均场方法中，我们考虑了超子，而不是一般的中子星中的核子和轻子的组成，并在密度依赖的参数化下研究了超子在潮汐形变中的作用及其对对称能的影响.超子对中子星的变形性有显著影响，并与中子星中超子的起始密度和分数有着敏感的相关性。适度降低超子的起始密度可以对潮汐变形性产生相当大的修改，并改变其对核物态方程的推断。未来对多基准恒星质量潮汐形变的测量有望提升超子分量和对称能贡献之间的简并度。
2021-08-20 astro-ph.HE nucl-th
GW170817: constraining the nuclear matter equation of state from the neutron star tidal deformability
利用相对论和非相对论平均场模型，研究了由GW 170817推导的潮汐变形能力对核物质状态方程关键参数的约束.这些模型与有限核的体性质以及观测到的中子星$\sim 2 ~ {\rm M}_\odot$最大质量的下限是一致的。潮汐变形能力显示出与EoS相关的等压线和等矢量核物质参数的特定线性组合的强相关性。这种相关性表明，潮汐变形的精确值可以把紧边界上的几个EoS参数，特别是，在斜率的不可压缩性和曲率的对称能量。从GW 170817及其紫外/光学/红外对应物获得的潮汐变形性将正则$1.4~ {\rm M}_{\odot}$中子星的半径设定为$11.82\leqslant R_{1.4}\leqslant13.72$ km。
2018-09-29 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Role of the symmetry energy and the neutron-matter stiffness on the tidal deformability of a neutron star with unified equations of state
利用统一的状态方程研究了对称能和中子-物质刚度对冷非吸积中子星潮汐形变的影响。基于核能-密度泛函理论，这些状态方程提供了恒星所有区域的物理一致性处理，并使用精确拟合实验和理论核数据的泛函进行计算。预测进行比较，从最近探测到的引力波信号GW 170817从一个二进制中子星合并和电磁同行的观测推断的约束。
2019-10-29 astro-ph.HE nucl-th
Fluid pulsation modes and tidal deformability of anisotropic strange stars in light of the GW$170817$ event
本研究通过数值积分修改后的平衡与振荡方程，结合MIT袋模型，探讨各向异性对奇异星流体脉动模式及潮汐形变的影响，并关联GW$170817$事件数据。
2023-05-26 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Total Energy in Supernova Neutrinos and the Tidal Deformability and Binding Energy of Neutron Stars
超新星中微子辐射的能量是一个与中子星引力结合能密切相关的基本量。近年来，中子星的潮汐形变受到引力波观测的制约。通过对几个状态方程的研究，我们发现潮汐形变与中子星的结合能之间有很强的相关性。我们利用这种相关性来提高对中子星的结合能和超新星中中微子总能量的预测。我们找到了一个形成于$\sim1.5\times 10^{53}$尔格超新星中的中子星的最小结合能。如果超新星中的中微子能量明显低于这个值，这将强烈表明新的未观测到的粒子正在带走一些超新星能量。另一方面，如果中微子的能量高于$\sim 6\times 10^{53}$尔格，这将强烈暗示一个（也许令人惊讶的）大质量中子星的形成。
2020-10-10 astro-ph.HE nucl-th
Tidal Deformability Doppelgangers: Implications of a low-density phase transition in the neutron star equation of state
本研究发现存在一类“潮汐形变分身”物态方程，其核密度压强、中子星半径差异显著但潮汐形变相近，源于低密度相变，需结合核理论、X射线观测或下一代引力波探测器约束。
2023-06-20 astro-ph.HE nucl-th
Exploring hybrid equation of state with constraints from tidal deformability of GW170817
在P- $μ$平面上采用插值方法，建立了混合状态方程.夸克相位用我们新发展的自洽双味Nambu $-$ Jona-Lasinio模型描述。它通过引入加权参数$α$ [Chin. Phys. C \textbf{43}，084102（2019）]。在强子相，我们使用相对论平均场论。研究了混合状态方程和质量半径关系对$α$的依赖性。研究发现，随着$α$的增大，混合状态方程在中压下变得更软.我们可以得到大于$2M_\odot$的恒星质量。此外，我们计算了双星的潮汐变形能力$\tildeΛ$，并与最近的分析GW 170817 [Phys. Rev. X \textbf{9}，011001（2019）]进行了比较。
2020-04-20 hep-ph nucl-th
Effects of symmetry energy on the radius and tidal deformability of neutron stars in relativistic mean-field model
在相对论平均场（RMF）模型框架下，研究了对称能随密度变化的不同行为下中子星的半径和潮汐形变率。为了研究对称能对中子星性质的影响，在广泛使用的超新星状态方程（EoS）表的RMF拉格朗日量（TM 1）中引入了$ω$介子和$ρ$介子耦合项.用一个固定的亚饱和密度对称能和饱和密度对称能的斜率来修正矢量-等矢量介子的耦合常数$ρ$，而其它耦合常数保持TM 1中的原始值不变，从而更新了超新星EoS表。最大值中子星的半径和质量对TM 1参数化的对称能不太敏感。然而，在中等质量区的半径与对称能的斜率有很强的相关性。此外，在相应的Love数范围内，计算了中子星的无量纲潮汐形变率。我们发现它在$1.4 M_\odot$处的值与对称能的斜率成线性关系，这与以前的研究不同。根据GW 170817事件的最新潮汐形变率约束，TM 1参数化族中核饱和密度下的对称能斜率应小于$60$ MeV。这一事实支持了对更新超新星EoS采用较低的对称能量斜率，这适用于中子星合并的模拟。此外，还在IUFSU族参数集内进行了类似的分析。结果表明，在这些RMF模式中，对称能量斜率与半径和$1.4 M_\odot$潮汐形变之间的相关关系具有非常相似的线性关系。
2020-02-03 nucl-th
Thermal effects on tidal deformability in the last orbits of an inspiraling binary neutron star system
通过探测发射的引力波来研究中子星合并是研究高密度下致密核物质性质的最有前途的工具之一。值得一提的是，目前还没有强有力的证据表明，在合并之前的最后一个轨道上，恒星的温度为零。然而，理论研究表明，温度有关的inspiral阶段，甚至可以达到几兆电子伏。根据主要理论，潮汐将机械能和角动量传递给恒星，而恒星内部的摩擦将机械能转化为热量。在螺旋上升过程中，这些影响是潜在的可检测的。不同的处理方法被用来估计机械能的转移和潮汐摩擦的大小，导致不同的结论合并前的潮汐效应的重要性。本文研究了中子星系统在合并前的内旋过程中温度对中子星潮汐形变的影响。我们采用了一类热状态方程，等温和绝热，起源于各种核模型。我们发现，即使是低的温度值（$T<1$ MeV），潮汐变形的基本成分的影响是不可忽略的。另一方面，在绝热星的情况下，潮汐变形的热效应仍然是不可察觉的，直到值$S=0.2 \ {\rm k}_{B}$。根据主要发现，温度对潮汐变形的影响是不可区分的。对上述结果的后果进行了讨论和分析。
2022-07-03 astro-ph.HE nucl-th
Direct mapping of tidal deformability to the iso-scalar and iso-vector nuclear matter parameters
本文通过构建大量状态方程并系统分析，识别出决定1.2-1.8倍太阳质量中子星潮汐形变能力的最小核物质参数集合，并建立了直接映射函数，可在10%精度内快速估计潮汐形变能力。
2024-02-24 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Thermal effects on tidal deformability of a coalescing binary neutron star system
通过探测发射的引力波来研究中子星合并是研究高密度下致密核物质性质最有前途的工具之一。值得一提的是，目前还没有强有力的证据表明，在合并之前的最后一个轨道期间，恒星的温度为零。此外，有一些理论预测表明，恒星的温度甚至可能是几MeV。根据主要理论，潮汐将机械能和角动量传递给恒星，而恒星内部的摩擦将机械能转化为热量。在吸气过程中，这些影响可能是可以检测到的。不同的处理方法被用来估计机械能的转移和潮汐摩擦的大小，导致不同的结论合并前的潮汐效应的重要性。本文研究了中子星系统在合并前的内旋过程中温度对中子星潮汐形变的影响。我们应用了一类热状态方程起源于各种核模型，并发现，即使是低的温度值（$T<1$ MeV）的潮汐变形的基本成分的影响是不可忽略的。然而，根据主要发现，温度对潮汐变形的影响是不可区分的。讨论和分析了这一意外结果的后果。
2021-10-19 astro-ph.HE nucl-th
The key factor to determine the relation between radius and tidal deformability of neutron stars: slope of symmetry energy
中子星的潮汐形变能$Λ$的约束条件是LIGO和Virgo合作组首次从GW170817中提取出来的，但半径$R$与潮汐形变能$Λ$的关系仍存在争议。利用参数化状态方程（EOS）研究了中子星的$R$和$Λ$之间的关系，以及当质量分别为$1.4$ $M_\odot$、$1.0$ $M_\odot$和$1.8$ $M_\odot$时，它们与对称核物质$E_0$的对称能参数$E_{\rm sym}$和EOS之间的关系.研究发现，虽然$E_{\rm sym}$和$E_0$的高阶参数的变化会使$R_{1.4}$和$Λ_{1.4}$的个别值发生偏移，但$R_{1.4}\simΛ_{1.4}$关系近似位于同一拟合曲线上。对称能$L$的斜率在决定$R_{1.4}\simΛ_{1.4}$关系中起着主导作用。通过检验$R\simΛ$关系的质量依赖性，发现对于大质量中子星，1.4 $M_\odot$的$R\simΛ$关系被打破.
2019-09-05 astro-ph.HE nucl-th
Discrepancy in tidal deformability of GW170817 between the Advanced LIGO twin detectors
我们发现，汉福德和利文斯顿探测器的先进LIGO推导出一个独特的后验概率分布的二进制潮汐变形波浪线{λ}的第一个二进制中子星合并GW 170817。利用嵌套采样引擎和LALInference软件包提供的TaylorF 2波形对GW 170817的公开数据进行分析，发现LIGO-Virgo探测器网络得到的双星潮汐形变率的概率分布主要由Hanford探测器决定。具体地说，通过对单个恒星的潮汐变形性施加平坦先验，Hanford探测器、Livingston探测器和LIGO-Virgo探测器网络的波浪线{Lambda}的对称90%可信区间分别为527^{+619}-345}、927^{+522}-619}和455^{+668}-281}。此外，当我们改变分析中使用的数据的最大频率时，由利文斯顿检测器得到的分布不规则地变化。汉福德探测器没有观察到这一特征。虽然它们都是一致的，但差异和不规则的行为表明，对噪声特性的深入研究可能会提高我们对GW 170817和未来事件的理解。
2019-10-30 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Sound velocity and tidal deformability in compact stars
利用我们建立的伪共形模型分析了声速$v_s$和无量纲潮汐变形量$Λ$。与文献中以前的工作中得到的结论相反，我们的模型具有声速$v_s = 1/\sqrt{3}$的上限，即所谓的共形声速，设置在{与致密星相关的密度} $\gsim 2 n_0$，其中$n_0$是正常的核物质密度，可以容纳{ \it all}目前建立的核物质和致密星属性，包括最大恒星质量约束$ \simeq 2.3 M_\odot$。这一观测结果与致密恒星物质中可能出现的伪共形结构有关-其中能量动量张量的轨迹是一个几乎与密度无关的非零常数-这是由$2.0 \lesssim n_{1/2}/n_0 \lesssim 4.0$的拓扑变化引起的，该拓扑变化与强子自由度的可能变化相称。
2019-11-25 hep-th nucl-th
Neutron star tidal deformability and equation of state constraints
尽管中子星有着悠久的历史和天体物理学的重要性，但它们的一些关键性质仍然不确定。在它们内部遇到的极端条件，包括极端密度和同位旋不对称的不确定成分的物质，在广义相对论中独特地决定了恒星的宏观性质。天体物理学对这些宏观性质的限制，如中子星的质量和半径，长期以来一直被用来理解形成它们的物质的微观性质。本文讨论了中子星的另一个天体物理学上可观测的宏观性质：潮汐形变。中子星与其他具有结构的扩展天体一样，在外部潮汐场的影响下会发生潮汐形变。在通过引力波发射观测到的中子星合并的背景下，这种变形可以通过称为\emph{tidal deformability}的参数进行量化。我们讨论了潮汐变形的作用，在观测的聚结中子星与引力波，以及它如何可以用来探测自然界最紧凑的物质对象的内部结构。也许不可避免的是，大部分的讨论将由GW 170817决定，截至撰写本文时，GW 170817是对双中子星与引力波合并的最具信息性的确认探测。
2020-11-12 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Revisiting the lower bound on tidal deformability derived by AT 2017gfo
我们重新审视了由发光的kilonova/macronova，AT 2017 gfo，通过与来自二进制中子星合并GW 170817的引力波一致的模型的数值相对论模拟，对二进制潮汐变形波浪线{Lambda}的下限。与文献中的说法相反，我们发现波浪线{Lambda}<~400的双星可以解释AT 2017 gfo的光度，只要像以前的工作一样假设残骸中有适度的质量喷射。其原因是中子星的最大质量与典型质量为~1.4M_sun的中子星的潮汐形变没有强相关。如果最大质量是如此之大，以至于双星合并后不会立即坍缩成黑洞，那么喷出物的质量可以足够大，而不管双星的潮汐变形能力如何。我们提出了符合AT 2017 gfo光度对喷出物质量要求的波浪线{Lambda}降至242的二元合并模型。我们进一步发现，AT 2017 gfo的亮度可以用合并后没有反弹的模型来解释。我们的结论是，AT 2017 gfo的光度是不是很有用的约束的双潮汐变形。准确估计的质量比将是必要的，以建立一个下限使用电磁对应的未来。我们还警告说，合并模拟，采用有限的一类列表状态方程可能会严重偏见，由于缺乏一般性。
2019-05-14 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Bayesian Analysis for Extracting Properties of the Nuclear Equation of State from Observational Data including Tidal Deformability from GW170817
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下的一组约束，从紧凑的恒星物理，其中包括潮汐变形能力从GW170817。我们应用这种方法的第一次的两个参数的家庭的混合状态方程的基础上的现实模型的强子阶段（KVORcut02）和夸克物质阶段（SFM $α$）产生的第三个家庭的混合星的质量半径图。一个参数（$α$）表征夸克物质的弦翻转模型中弦张力的屏蔽，而另一个参数（$Δ_P$）属于模拟pasta相热力学的混合相结构，并包括麦克斯韦结构作为$Δ_P=0$的极限情况。我们提出了相应的结果，紧凑的恒星性质，如质量，半径和潮汐变形，并使用经验数据，他们在新开发的贝叶斯分析方法，以获得其考虑范围内的模型参数的概率。
2019-02-05 astro-ph.HE nucl-th
Unveiling the correlations of tidal deformability with the nuclear symmetry energy parameters
基于卡方的协方差方法允许人们直接从一组拟合数据中估计与核物质相关的所需观测量之间的相关性，而无需求助于核物质参数（NMP）的分布。应用这种方法研究了中子星的潮汐形变与核对称能的斜率和曲率参数之间的关系。核对称能的斜率和曲率参数由一组广泛的有限核拟合数据以及中子星的最大质量决定。与拟合数据一致的NMP分布的知识隐含地嵌入在Hessian矩阵中，Hessian矩阵是这种协方差方法的核心。通过与显式使用NMPs分布得到的结果的比较，我们发现拟合数据所引起的NMPs之间的适当相关性有助于加强潮汐变形性与对称能量参数的相关性，如果没有它，上述相关性趋于消失。还强调了Isoscope和isovector NMPs之间的相互作用。
2020-08-08 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Upper limit set by causality on the tidal deformability of a neutron star
引力波天文学的一个主要目标是通过测量中子星的潮汐形变来约束中子星的物态方程。潮汐引起的波形偏离点粒子（或无自旋二元黑洞（BBH））的波形随状态方程刚度的增加而增加。我们表明，因果关系（要求的声速小于光速的一个完美的流体满足一个参数的状态方程）的地方作为质量的函数的潮汐变形的上限。与质量上限一样，通过使用具有$v_{sound} = c$的高密度状态方程并在匹配密度为核饱和密度的低密度（候选）状态方程来获得变形性极限。我们使用这些结果和[B.D. Lackey等人，Phys. Rev. D 89，043009（2014）]来估计黑洞-中子星（BHNS）双星相对于BBH的引力波相移的上限。即使假设足够弱，允许最大质量为$4\ M_\odot$（核饱和密度与异常坚硬的低密度候选状态方程相匹配），无量纲潮汐变形的上限也是严格的。它导致更严格的估计上限的最大潮汐引起的相移合并之前。我们在附录中评论了因果关系、条件$v_{sound} < c$和条件$dp/dε< 1$之间的关系。
2017-05-03 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Dissipative tidal effects to next-to-leading order and constraints on the dissipative tidal deformability using gravitational wave data
本研究首次推导含耗散潮汐作用双星的1PN轨道修正与引力波相位次领头阶修正，并用GW170817数据首次约束了双星各组分的耗散潮汐形变率，给出90%置信度下的上限。
2025-01-14 gr-qc nucl-th
Equation of state of asymmetric nuclear matter and the tidal deformability of neutron star
中子星（NS）是一种独特的天文致密天体，它的四种基本相互作用已从观测中揭示出来，并从不同的角度进行了研究。虽然可以使用NS物质的现实状态方程（EOS）在广义相对论内确定NS的宏观性质（如质量和半径），但是这样的EOS通常由原子核结构模型产生，例如，非对称核物质的核平均场方法。由于NS的半径可达10 km以上，其质量可达太阳质量的两倍，因此，当NS嵌入强潮汐场中时，预计会发生潮汐变形。这种潮汐效应在最近由来自GW 170817的LIGO和Virgo激光干涉仪探测到的引力波信号中得到了明确的证实，这是有史以来第一次直接观测到双星NS合并。在Hartree-Fock形式下，采用非相对论平均场方法，建立了NS物质的状态方程，并利用该方程确定了NS的潮汐变形能力、引力质量和半径.平均场的结果进行了比较，这些数量所施加的约束所观察到的GW 170817数据的全球性分析，并显示了强烈的影响，由不可压缩性的核物质的NS的流体静力学配置。
2021-05-03 nucl-ex nucl-th
Structure and tidal deformability of a hybrid star within the framework of the field correlator method
本研究在场关联子方法框架下，结合变分法强子模型，预言了最大质量约2.04倍太阳质量的稳定混合星，其状态方程满足GW170817潮汐形变及NICER质量-半径约束，并给出夸克-反夸克势V1约为0.08 GeV。
2020-06-01 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Speed of sound constraints from tidal deformability of neutron stars
致密核物质中的声速上限是核物理中最有趣但尚未解决的问题之一。结合孤立中子星和双星中子星系统的观测数据进行的理论研究为阐明这一问题提供了极好的机会。在目前的工作中，我们提出了一种方法，直接关联的测量潮汐变形（极化率）的中子星系统（合并前）的最大中子星质量的情况下，可能的上限上的声速。该方法基于简单而有效的思想，即有效潮汐变形能力的上限有利于软状态方程，而最近的高测量值的中子星质量有利于刚性的。在目前的工作中，首先，使用一个简单的良好建立的模型，我们参数化的刚度的状态方程的帮助下的声速。其次，在比较最近的观测LIGO/VIRGO合作的两个事件，GW 170817和GW 190425，我们提出了可能的强大的约束。此外，我们评估和假设，在本方法的框架下，什么样的未来的测量可以帮助我们提高严格的约束条件的中子星状态方程。
2020-11-09 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
The tidal deformability of an anisotropic compact star: Implications of GW170817
我们利用对GW 170817的引力波和电磁波观测来限制其压力各向异性的程度。虽然中子星内部的压力很可能是各向同性的，但某些物理过程或特征，如核物质的相变或强磁场的存在，可以引入压力各向异性。在这项工作中，我们表明，各向异性的压力在中子星可以大大减少其潮汐变形。对于Bowers和Liang的各向异性压力模型以及一对相对论性EOS-- DDH $δ$和GM 1--我们证明，质量在1到2 $M_\odot$范围内的球形中子星的这种减少可以是23%到46%。这表明，在压力各向同性的假设下，某些被GW 170817观测排除的EOS可以成为可行的，如果恒星有足够显著的各向异性压力分量，但不违反因果关系。我们还展示了如何推断的恒星半径可以用来排除某些EOS（如GM 1），即使是高各向异性压力，因为它们的半径大于观测发现。
2019-03-12 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
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
Role of the crust on the tidal deformability of a neutron star within a unified treatment of dense matter
Institute of Astronomy and Astrophysics, Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学天文学与天体物理研究所）；LUTH, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité（巴黎天文台宇宙论与天体物理学实验室，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，巴黎第七大学，索邦巴黎西岱大学）
本研究基于核能量密度泛函理论的统一物态方程BSk24，发现中子星壳层会显著降低低质量星的勒夫数$k_2$，且该效应主要源于半径增大而非物态方程，由此可仅用均匀物质物态方程估算实际中子星的$k_2$。
2020-01-29 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Imprints of the nuclear symmetry energy on the tidal deformability of neutron stars
应用状态方程（EOS）及其对称核物质（SNM）贡献和重离子反应数据约束的低密度对称能$E_{sym}(ρ)$，计算了并合双星系统中中子星的无量纲潮汐形变能$Λ$.对应于部分约束状态方程，以前预测的半径为11.5公里$\leq R_{1.4} \leq$ 13.6公里的典型中子星配置，$Λ$被发现是在292 $\leqΛ_{1.4}\leq$ 680的范围内，与最近观察到的GW170817事件。我们研究了$E_{sym}(ρ)$的高密度行为对中子星潮汐性质的影响，发现虽然$Λ$强烈地依赖于对称能的细节，但$E_{sym}(ρ)$的不同趋势导致$Λ$非常相似的值。特别地，从硬/软到软/硬$E_{sym}(ρ)$的转变可以产生相同的$Λ$。因此，单独测量$Λ$不能完全确定对称能的密度依赖性。因此，有必要对核实验室实验和天体物理观测所依据的致密富中子核物质状态方程进行相干分析，以打破这种简并精确确定$E_{sym}(ρ)$的细节。
2019-03-26 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Model-Independent Determination of the Tidal Deformability of a 1.4 $M_{\odot}$ Neutron Star from Gravitational-Wave Measurements
本研究提出一种无需依赖状态方程模型的数据驱动方法，通过引力波观测数据结合X射线多信使约束，测定1.4倍太阳质量中子星的潮汐形变率，为中子星内部性质研究提供可靠基线。
2025-05-20 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Structural Properties of Rotating Hybrid Compact Stars with Color-Flavour-Locked Quarks Matter core and its Tidal Deformability
在整体中性和化学平衡条件下，我们研究了由核子、超子和三味色味锁夸克组成的混合致密星的可能结果。在相对论平均场论的能量密度泛函框架内，采用两种不同的模型参数化方法计算了强子状态方程。用非相对论性能量密度泛函方法导出的夸克准粒子模型计算了夸克物态方程的物质相位。利用GW 170817双星中子星（BNS）并合的频率和最大引力质量2 $M_\odot$的观测数据及其提取的半径、开普勒极限、长期轴对称不稳定性和潮汐形变极限，得到了一组合理的超密强子-夸克混合状态方程。我们得到了非旋转和旋转致密星的结构性质，等重子质量恒星在电磁辐射和引力辐射作用下自旋下降的演化序列，讨论了强子到夸克物质相的相变问题。在重子质量不变的情况下，讨论了具有观测到的自旋下降频率的旋转星的内部结构，表明致密星的软夸克核收缩。本文给出了与最近观测到的毫秒双星相对应的混合星自旋下降构型的半径极限的理论计算值。给出了非自旋混合星的潮汐变形能力、$Λ$和潮汐参数$Λ_1$、$Λ_2$的计算结果，并进行了讨论，其结果与GW 170817 BNS的波形模型分析一致。
2019-09-17 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
A New Scaling of Neutron Star Tidal Deformability for Directly Probing the Central Equation of State Parameter
Fudan University（复旦大学）；Shanghai Research Center for Theoretical Nuclear Physics, NSFC and Fudan University（NSFC与复旦大学上海理论核物理研究中心）；Institute of Modern Physics, Fudan University（复旦大学现代物理研究所）；East Texas A&M University（东德克萨斯农工大学）；College of Physics, East China Normal University（华东师范大学物理学院）
通过微扰分析发现中子星潮汐形变度Λ与核心状态方程参数X=Pc/εc之间存在不依赖于具体状态方程的标度关系，可直接从引力波观测推断核心状态方程，并给出最大质量中子星Λ的下界。
2026-10-21 astro-ph.HE gr-qc nucl-ex
Effects of Mirror Dark Matter on Neutron-Star Structure and Tidal Deformability
School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院）
通过构建包含镜像暗物质的混合物质状态方程，发现暗物质质量分数可显著影响中子星半径和潮汐形变性，GW170817约束对应约0.12至0.88的暗物质质量分数。
2026-06-27 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Universal behavior of compact star based upon gravitational binding energy
引力结合能（GBE）与致密性参数（$β=M/R$）一样，也是反映中子星内部结构的特征参数，可以用来表达宇宙间的普遍关系。在恒星质量尺度下，证明了GBE与转动惯量之间存在完美的普适关系，其中正常中子星和夸克星都满足相同的普适关系。此外，还提出了GBE与潮汐形变率之间的一个良好的经验关系，如果恒星质量和潮汐形变率能被较准确地观测或估计，则可以利用GBE与潮汐形变率之间关系的差异来区分脉冲星是正常的中子星还是夸克星。这些普适关系为精确测量恒星质量和转动惯量/潮汐变形能力提供了一种可能的方法来估算GBE。
2019-11-22 astro-ph.HE nucl-th
First constraint on the dissipative tidal deformability of neutron stars
本研究通过分析GW170817事件引力波数据，首次约束中子星耗散潮汐形变，得到体黏度和剪切黏度的量级上限，预测第三代探测器可将约束提升两个数量级，为核物理研究提供参考。
2024-09-18 astro-ph.HE gr-qc nucl-ex
Effect of the crust on neutron star empirical relations
我们分析了地壳状态方程如何影响几个中子星的属性，以及它如何影响从天体物理观测推断的可能的约束。使用三个不同的地壳，我们产生三套模型独立的状态方程描述恒星物质的泰勒展开饱和密度。物态方程在物理学上是一致的、因果的，并且与天体物理学的观测结果相一致。研究了潮汐形变率$Λ$与密度$C$、勒夫数$k_2$和质量为$M$的中子星半径之间的关系，并分析了地壳状态方程对这些关系的影响。在大多数关系式中，地壳状态方程的影响不大于2%。然而，如果考虑一个固定的中子星质量，潮汐变形能力和半径之间的关系取决于地壳。我们发现，对于大质量中子星，关系式$Λ_{M_i} = αR_{M_i}^β$变得几乎精确，并且与地壳无关。结果表明，利用GW 179817有效潮汐变形度$\tildeΛ$可以确定1.4 $M_\odot$星的潮汐变形度，其精度至少为$\approx 10\%$ .证实了$\tildeΛ$与中子星双星中质量最大的恒星半径之间的高度相关性，但也证明了地壳对这种关系有$\approx 14\%$的影响。我们已经发现，关系$Λ_1/Λ_2=q^a$依赖于$M_{\text{chirp}}$作为$a\sim \sqrt{M_{\text{chirp}}}$。
2020-10-12 astro-ph.HE nucl-th
Curvature-slope correlation of nuclear symmetry energy and its imprints on the crust-core transition, radius and tidal deformability of canonical neutron stars
背景：核对称能$E_{sym}(ρ)$编码了使核系统更富中子所需的能量信息。虽然它在核物质饱和密度$ρ_0$处的斜率参数L已经被最近的天体物理观测和地球核实验相对较好地约束，但它表征$2ρ_0$周围$E_{sym}(ρ)$的曲率$K_{\rm{sym}}$仍然很大程度上不受约束。在文献中，使用各种核理论和相互作用对$E_{sym}(ρ)$进行了超过520次计算，预测了几种显著不同的$K_{\rm{sym}}-L$相关性。目的：如果可以牢固地建立$E_{sym}(ρ)$的唯一的$K_{\rm{sym}}-L$相关性，则将使我们能够使用对其斜率参数L的可用约束来逐渐更好地约束$E_{sym}(ρ)$的高密度行为。我们研究了不同的$K_{\rm{sym}}-L$相关性是否会影响中子星的可观测性以及影响程度。方法：利用具有三个代表性$K_{\rm{sym}}-L$关联函数的核状态方程元模型，生成了中子星的多个状态方程。然后，我们研究的$K_{\rm{sym}}-L$相关的壳核过渡密度和压力，以及半径和潮汐变形的正则中子星的影响。结果：$K_{\rm{sym}}-L$相关性对壳核转换密度和压力均有显著影响。它对正则中子星的半径和潮汐形变也有很强的影响，特别是在小L值的情况下。来自LIGO/VIRGO和NICER的可用数据为斜率L设置了一些有用的限制，但不能区分所考虑的三种代表性的$K_{\r…
2020-10-04 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
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
Constraints on interquark interaction parameters with GW170817 in a binary strange star scenario
LIGO/VIRGO对双星合并系统GW 170817的引力波的探测，对合并天体的潮汐变形能力提出了清晰而有力的约束。从这一约束出发，可以对致密星状态方程有更深的理解，这一直是核物理学家和天体物理学家最困惑的问题之一。采用夸克星物态方程模型，我们用奇异夸克质量（$m_s$）、有效袋常数（$B_{\rm eff}$）、微扰QCD修正（$a_4$）以及考虑夸克配对时的能隙参数（$Δ$）来表征夸克星的性质，并研究了潮汐形变与它们的关系.结果表明，潮汐变形性以$B_{\rm eff}$为主，对$m_s$、$a_4$不敏感。我们讨论了静态夸克星的潮汐变形能力和最大质量（$M_\mathrm{TOV}$）之间的相关性，这使得该模型有可能通过未来的引力波观测和质量测量来排除夸克星的存在.目前的潮汐形变测量意味着夸克星的$M_\mathrm{TOV} \le2.18\,M_\odot$（考虑配对时为$2.32\,M_\odot$）。结合两个太阳质量的脉冲星观测，我们还对色味锁夸克物质的能隙参数$Δ$进行了约束。
2018-03-23 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Twin stars as probes of the nuclear equation of state: effects of rotation through the PSR J0952-0607 pulsar and constraints via the tidal deformability from the GW170817 event
与不断增加的引力波事件相一致，可以考虑致密恒星内部结构的新方面。其中一个一级跃迁发生在这些恒星内部的场景是特别有趣的，因为它可以在一定条件下导致第三个引力稳定的分支（除了白矮星和中子星），双星。新的分支产生了与正常致密星质量相同但半径完全不同的恒星。在目前的工作中，我们专注于混合星经历了强子到夸克相变附近的核心，以及这种新的稳定配置是如何产生的。重点是要给出的方面的相变和它的参数化在两种不同的方式，即与麦克斯韦和吉布斯建设。我们系统地研究了引力质量，半径和潮汐变形性，并将它们与LIGO/VIRGO合作最近观测的预测进行比较，GW 170817事件，以及质量和半径限制，表明可能的鲁棒约束。此外，我们扩大研究，以包括旋转对双星配置的影响。最近发现的快速旋转的超大质量脉冲星PSR J 0952 -0607引发了努力约束状态方程，并进一步检查可能的预测有关的相变在致密的核物质。我们特别注意将PSR J 0952 -0607脉冲星的性质与双星预测联系起来，主要是探索这样一个大质量天体的存在是否会排除双星的存在。最后，我们讨论了最近观察到的紧凑的超新星遗迹HESS J1731-347的半径和质量的限制。估计意味着这个物体要么是已知最轻的中子星，要么是一颗具有更奇特状态方程的恒星。
2023-02-04 astro-ph.HE nucl-th
Symmetry energy at supra-saturation densities via the Gravitational Waves from GW170817
受GW 170817、中子星和中子滴的引力波历史探测的启发，一定数量的中子被限制在外场中，系统地研究了从头计算以及非相对论和相对论的最先进的密度泛函理论。中子星潮汐变形能力与中子星半径、中子滴均方根半径以及过饱和密度下核物质的对称能之间存在很强的相关性。根据这些关联式和从GW 170817中提取的潮汐形变上限，中子星半径、中子滴半径和两倍饱和密度下的对称能分别被约束为$R_{1.4M_{\odot}}\leqslant 12.94$ km、$R_{\rm nd} \leqslant 2.36$ fm和$E_{\mathrm{sym}}(2ρ_0) \leqslant 53.2$ MeV。
2019-03-14 nucl-th
Tides in merging neutron stars: Consistency of the GW170817 event with experimental data on finite nuclei
考察了由基于GW170817的潮汐形变率导出的核物质状态方程与由微观核实验数据得到的状态方程的一致性。结果发现，适当选择的等密度和等矢量核激发模式的实验数据以及观测到的最大中子星质量约束了EoS，EoS与GW170817激发的EoS具有很好的一致性.发现核中的巨共振有助于将潮汐形变参数和中子星的半径限制在较窄的范围内。在1 $σ$水平上，正则潮汐形变能$Λ_{1.4}$和中子星半径$R_{1.4}$的值分别为$267\pm144$和$11.6\pm1.0$ km.
2019-05-22 gr-qc hep-ph nucl-th
A new criterion for the existence of dark matter in neutron stars
本文通过双流体TOV方程研究暗物质混合中子星，发现固定质量下较小正常物质半径与较大潮汐形变率的负相关关系可作为中子星中存在暗物质的新判据，并可用于约束暗物质参数。
2023-12-28 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Constraints on the fermionic dark matter from observations of neutron stars
研究了非对称费米子暗物质对中子星性质的影响，包括潮汐变形能力、质量、半径等，给出了暗物质粒子在中子星核内形成致密结构或在其周围形成扩展晕的条件，表明致密的暗物质核导致总引力质量和潮汐变形能力比纯重子星减小，而暗物质晕的存在增加了这些可观测的量。通过对现有的天体物理和引力波的限制，LIGO/Virgo合作设置与最近的结果在银河系中的空间分布的暗物质，我们确定了一个新的上限的质量和分数的暗物质粒子内部紧凑的恒星。此外，我们还表明NS周围扩展晕的形成与GW 170817潮汐变形约束不相容。
2021-11-26 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Inferring neutron star properties from GW170817 with universal relations
由于所有的中子星都有一个共同的状态方程，因此来自致密双星合并GW 170817的潮汐变形约束对其他系统中中子星的性质有影响。使用状态方程不敏感的宏观观测量之间的关系，如转动惯量（$I$），潮汐变形（$Λ$）和恒星的紧凑性，我们推导出这些属性的约束作为中子星质量的函数的基础上LIGO-Virgo合作的正则变形测量，$Λ_{1.4} = 190^{+390}_{-120}$。从一般的约束条件中提取了一些射电或X射线研究所针对的系统的$Λ$，$I$，无量纲自旋$χ$和恒星半径$R$的具体估计。我们还推断正则中子星半径为$R_{1.4} = 10.9^{+1.9}_{-1.5}$公里，在90 $\%$的信心。我们进一步展示了如何引力波测量的$Λ_{1.4}$可以结合独立的测量中子星半径收紧约束的潮汐变形作为代理的状态方程。我们发现，GW 170817和现有的低质量X射线双星中的6个热核爆发的观测共同意味着$Λ_{1.4} = 196^{+92}_{-63}$在90 $\%$的置信水平。
2019-03-12 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Inner crust equations of state for CompOSE
在本文中，我们提出了一些相对论性的平均场内地壳状态方程，最近上传到CompOSE在线存储库。这些状态方程满足实验和微观约束，也能够重现两个太阳质量的恒星。我们整合TOV方程，以获得质量半径关系，我们还计算潮汐变形，紧凑性，和有效的潮汐变形，比较从NICER和LIGO和Virgo的最新天体物理数据。
2022-07-28 astro-ph.HE nucl-th
Neutron star tidal deformabilities constrained by nuclear theory and experiment
我们用冷中子星状态方程的微观模拟来处理引力波事件GW 170817的观测数据。我们开发和采用贝叶斯统计框架，使我们能够实现约束的状态方程从实验室测量的核和国家的最先进的手征有效场论方法。构造的能量密度泛函的后验概率分布，然后使用计算一致的中子星状态方程从外壳的内核，假设组成的质子，中子，电子和μ子。与以前的研究相比，我们发现，预测的中子星潮汐变形（$136 < Λ< 519$）的1.4太阳质量的中子星的95%的可信度范围已经是一致的上限推导出的观测GW 170817事件。然而，我们发现中子星潮汐形变的下限将非常强烈地约束致密物质状态方程的微观模型。我们还证明了中子星潮汐变形能力与倍饱和密度β平衡物质的压力之间的强相关性。
2018-07-18 astro-ph.HE nucl-th
Confronting nuclear equation of state in the presence of dark matter using GW170817 observation in relativistic mean field theory approach
利用中子星并合产生的引力波约束，我们面对中子星内部暗物质的混合。本文考虑一个包含$σ-ω-ρ$介子相互作用的相对论平均场模型。我们研究了费米暗物质与核子物质通过Higgs门机制的相互作用。我们发现，中子星内部的暗物质的混合物软化了方程状态，降低了潮汐形变的值。引力波GW 170817观测在90%置信水平上给出了低自旋先验双星中子星的潮汐形变上限，这不利于采用NL3参数化的Walecka模型等刚性物态方程。然而，我们表明，Walecka模型与NL3参数化与费米暗物质组件满足潮汐变形约束来自GW 170817观测。
2019-03-12 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Constraining neutron star properties and dark matter admixture with the NITR-I equation of state: Insights from observations and universal relations
本文提出改进的NITR-I状态方程以同时满足PSR J0952-0607质量极限、NICER+XMM半径和GW170817潮汐形变约束，并引入暗物质解释HESS J1731-347低质量约束，进而分析暗物质对潮汐形变和f模振荡的影响并建立普适关系。
2024-11-26 astro-ph.HE cs.NA math.NA
The Equation of State of Nuclear Matter : from Finite Nuclei to Neutron Stars
{\it背景。}我们研究了中子星观测量与原子核性质之间可能的相关性。特别地，我们探讨了1.4太阳质量中子星$M_{1.4}$的潮汐变形能力以及${^{48}}$ Ca和${^{208}}$ Pb的中子皮厚度与恒星半径和对称能刚度的关系. {\it方法。}我们研究了一个大的核状态方程的基础上的唯象模型（Skyrme，NLWM，DDM）和{\it ab-initio}理论方法（BBG，Dirac-Brueckner，变分，量子蒙特卡罗）。{\it结果。}我们发现潮汐变形能力和NS半径之间有很强的相关性，而较弱的相关性确实存在与刚度的对称能量。关于中子皮厚度，弱相关性出现与对称能的刚度，和半径的$M_{1.4}$。{\it结论。} $M_{1.4}$的潮汐变形性和原子核的中子皮厚度与核和天体物理观测值有一定程度的相关性，但这取决于所采用的EoS系综。
2020-07-08 astro-ph.HE nucl-th
Universal Relations with Dynamical Tides
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Princeton University（普林斯顿大学）
研究通过分析中子星的观测数据，发现静态潮汐变形与动力修正之间的普遍关系，为引力波建模提供简化框架。
2026-05-12 gr-qc nucl-th
