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
Explosion of a Minimum-Mass Neutron Star within Relativistic Hydrodynamics
相对论流体力学方程适用于球对称的情况下，拉格朗日形式。它们被用来模拟最小质量中子星的爆炸破裂：这是短伽马射线暴剥离模型的关键组成部分。研究了伴随物质加速到超相对论速度的中子星表面激波爆发。与以前发表的非相对论计算的结果进行了比较。
2022-08-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Mass and radius relations of quarkyonic stars using an excluded volume model
受同位旋对称夸克物质的排斥体积模型的启发，我们构造了一个电荷中性夸克相的“排斥体积”模型，其强子扇区仅包含中子。我们把这个模型称为夸克中子物质。我们计算了这个模型的状态方程，并求解了Tolman-Oppenhermer-Schmidoff方程，得到了与中子星相关的质量和半径关系。从对称夸克物质到夸克中子物质的模型的最直接的扩展不满足中子星测量的质量半径约束。然而，我们表明，通过将适当的核相互作用的排除体积模型，可以产生质量-半径的关系，位于从引力波的二进制中子星合并和最大质量测量的中子星的约束。
2021-08-30 astro-ph.HE nucl-th
The Mass and Radius of the Neutron Star in 4U 1820-30
本文报道了低质量X射线双星4U 1820-30中中子星的质量和半径的测量结果。对多次热核爆发的光谱数据的分析产生了很好的约束值的表观发射面积和爱丁顿通量，这两者都依赖于一个独特的方式上的质量和半径的中子星。到源的距离是源所在的球状星团NGC 6624的距离。结合这些测量，我们唯一确定的概率密度超过恒星的质量和半径。我们发现质量为M = 1.58 +/- 0.06 M_sun，半径为R = 9.11 +/- 0.40 km。
2010-07-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the minimum mass of neutron stars
我们调查残余中子星的质量（特别是，最小允许质量）进行先进的恒星演化计算和中微子辐射流体动力学模拟核心坍缩超新星爆炸。我们发现，根据标准的天体物理学方案，低质量的碳氧核可以有足够大的铁核，最终崩溃，爆炸为超新星，并产生残留的中子星，其最小质量为1.17 M $_\odot$ --与PSR J 0453 +1559双星系统中精确测量的中子星的最低质量兼容。
2019-04-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraints on the Symmetry Energy Using the Mass-Radius Relation of Neutron Stars
核对称能与核天体物理有着密切的联系。这篇文章着重于从实验上估计对称能以及它与中子星结构的关系。最重要的联系是中子星的半径和中子星物质在核饱和密度$n_s$附近的压力之间的联系。该压力基本上由核对称能量参数$S_v$和$L$控制，它们是$n_s$周围对称能量的泰勒展开式的前两个系数。我们讨论这些参数的约束，可以从核实验中找到。我们证明，这些约束在很大程度上是模型无关的定性推导出一个简单的核模型。我们还总结了最近的纯中子物质的理论研究可以加强这些约束。迄今为止，人们已经尝试了几种不同的天体物理学测量中子星半径的方法。注意力集中在光球半径膨胀爆发和静态低质量X射线双星的热辐射。虽然目前这些观测都不能确定单个中子星的半径，精确度超过20%，但观测结果可以与贝叶斯技术一起使用，以有效地将它们约束到更高的精度。这些技术反演结构方程并获得中子星物质压力-密度关系的估计，不仅在$n_s$附近，而且高达中子星内部发现的最高密度。我们得到的中子星半径的估计值与核实验和理论的预言是一致的。
2014-03-05 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Combining Electromagnetic and Gravitational-Wave Constraints on Neutron-Star Masses and Radii
我们执行联合贝叶斯推断的中子星质量和半径的约束条件的基础上GW 170817，静态低质量X射线双星（QLMXB），光球半径膨胀X射线爆发（PRE），和X射线定时观测J 0030 +0451的观测。使用该数据集，先验分布的形式仍然对后质量-半径（MR）曲线和状态方程（EOS）有影响，但这种影响小于最近单独考虑QLMXB时获得的影响。我们分析了电磁数据的一致性，包括“内在散射”的不确定性的贡献，并发现只有轻微的扩大后验。这表明，引力波和电磁观测的中子星结构提供了一个一致的图片的中子星质量半径曲线和状态方程。
2020-11-17 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Uncertainty limits on neutron star radius measurements with gravitational waves
即将到来的观测活动与改进的探测器将产生大量的引力波检测从中子星双螺旋。罕见的响亮的信号与众多的中等强度的信号一起承诺严格限制中子星物质的性质，与投影半径的统计不确定性$50-200$ m与${\cal{O}}(2000)$源。鉴于这种精度，我们重新审视所有的分析假设，并确定系统误差的来源，量化它们对半径提取的影响，并讨论它们的相对重要性和减轻它们的方法。
2022-04-14 astro-ph.HE gr-qc 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
The Neutron Star Mass-Radius Relation and the Equation of State of Dense Matter
稠密物质的物态方程是核物理学长期追求的目标。中子星是恒星演化的超致密残余物，状态方程产生了独特的质量与半径（M-R）关系。在这项工作中，我们确定的中子星质量半径的关系，并根据最近的观测都瞬态吸积和爆发源，我们表明，半径为1.4太阳质量的中子星位于10.4和12.9公里之间，独立的假设的组成核心。我们表明，第一次，这些约束仍然有效，从我们的样本中删除的最极端的瞬态源或整个组的爆发源;我们的约束也适用，即使存在于中子星核心的非限定夸克物质。我们的结果显着约束致密物质状态方程，而且，一致的约束从重离子碰撞和中子物质的理论研究。我们预测一个相对较弱的依赖性的对称性能量的密度和一个值的中子皮厚度的铅，这是小于0.20微米，结果是可测试的在即将到来的实验。
2012-05-31 astro-ph.HE nucl-th
Neutron star mass-radius constraints using the high-frequency QPOs of GRB 200415A
本文通过将GRB 200415A磁星巨耀发中观测到的高频QPOs识别为地壳扭转振荡泛音，并结合地面核物质实验约束，反向限定了该中子星的质量和半径。
2023-06-20 astro-ph.HE nucl-th
Theoretical and observational constraints on the mass-radius relations of neutron stars
我们研究了中子星质量-半径关系的理论和观测约束。为此，我们考虑的中子星模型考虑到强，弱，电磁和引力相互作用的状态方程和集成的Hartle-Thorne形式主义的旋转配置的结构方程。在广义相对论、质量脱落和轴对称长期不稳定性的理论限制的基础上，我们计算了中子星参数的上、下界。我们的理论计算已经与观测约束进行了比较和对比，结果表明，观测约束有利于刚性状态方程。
2016-06-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mass and radius formulas for low-mass neutron stars
中子星是大质量恒星死亡时产生的，通常被认为是巨大的富中子核。这幅图与低质量（低于太阳质量）的中子星特别相关，在那里预计不会出现非核子成分。由于核子物质的饱和性质，原子核的经验质量和半径可以近似地表示为原子质量数的函数，从而形成著名的原子核液滴图。然而，即使在低质量范围内，也不能直接表示中子星的质量和半径，因为在低质量范围内，结构是由富中子核子物质的压力和重力之间的平衡决定的。如果能同时测量质量和半径，这样的表达式将非常有用。在这里，我们成功地构建了理论公式的质量和半径的低质量中子星从各种模型是一致的经验质量和半径的稳定核。在这个过程中，我们发现了一个新的状态方程参数，它表征了低质量中子星的结构。这一参数在将实验室原子核的质量-半径关系与天体的质量-半径关系联系起来方面起着关键作用，但在今后对低质量中子星的观测中可能会受到限制。
2014-03-31 astro-ph.HE nucl-th
Neutron Star Mass-Radius Constraints of the Quiescent Low-mass X-ray Binaries X7 and X5 in the Globular Cluster 47 Tuc
我们介绍了钱德拉ACIS-S子阵列观测的静态中子星低质量X射线双星X7和X5的球状星团47 Tuc。与以前的深度曝光相比，光子堆积的大幅减少使得中子星半径和这些中子星质量的光谱测定得到了实质性的改善。模拟从中子星表面的热辐射与非磁化氢气氛和占众多的不确定性来源，我们得到的中子星在X7的半径为$R=11.1^{+0.8}_{-0.7}$公里的假设恒星质量的$M=1.4$ M $_{\odot}$（68% C. L.）。我们认为，基于天体物理的理由，他的气氛的存在是不太可能的这个来源。由于日食和可变吸收，静止的低质量X射线双星X5提供了不太严格的限制，导致半径为$R=9.6^{+0.9}_{-1.1}$ km，假设氢大气和质量为$M=1.4$ M $_{\odot}$。当与所有其他现有的光谱半径测量相结合时，这些测量强烈支持半径在9.9-11.2 km范围内的~1.5 M $_{\odot}$中子星，并指出一个致密物质的状态方程，比核子方程稍软，这与低密度实验室实验一致。
2016-03-04 astro-ph.HE nucl-th
Radius and equation of state constraints from massive neutron stars and GW190814
由于双星合并事件GW 190814中的$2.50-2.67\,M_\odot$致密天体的未知性质，我们基于低能核物理的约束、GW 170817中的中子星潮汐形变和NICER中PSR J 0030 +045的同步质量半径测量，研究了中子星的最大质量.我们的先验分布是基于一个组合的核建模有效的正常核密度附近的最大刚性状态方程在高密度的假设，一个选择，使我们能够探测所观察到的重中子星和过渡密度之间的连接，在传统的核物理模型必须打破。我们表明，修改的高度不确定的超饱和密度状态方程超过2.64倍正常核密度是需要的手征有效场论模型是一致的，目前的中子星观测和$2.6\,M_\odot$中子星的存在。我们还表明，非常大质量的中子星的存在强烈影响$\sim 2.0\,M_\odot$中子星的半径（但不一定是$1.4\,M_\odot$中子星的半径），这进一步激发了未来的NICER PSR J1614-2230和PSR J 0740 +6620的半径测量。
2021-04-05 astro-ph.HE nucl-th
Effect of Inner Crust EoS on Neutron star properties
在相对论平均场（RMF）模型的框架下研究了中子星的最大质量和半径。研究了在不同的对称性能量斜率参数下，不同的内壳状态方程（EoS）下正则质量处半径$R_{1.4}$的变化。结果表明，虽然NS最大质量和相应的半径随地壳EoS的不同而变化不大，但半径和1.4 $M_{\odot}$处的潮汐变形能力随地壳EoS的不同而变化，在典型质量处的半径变化约为1-2 km。对于非统一的EOS，具有低对称性能量斜率参数的地壳在正则质量处产生低NS半径。最大旋转中子星的性质也进行了研究。在正则质量为1.4 $M_{\odot}$的情况下，旋转恒星的半径也随斜率参数的变化而变化。与静态中子星类似，旋转中子星在1.4 $M_{\odot}$处的半径也受内壳斜率参数的影响。其他重要的量，如转动惯量，频率，旋转动能，重力能量比也计算。这些量的变化与地壳坡度参数被发现是更成比例的质量和半径的NS。
2021-03-18 astro-ph.HE nucl-th
Neutron star mass formula with nuclear saturation parameters
导出了中子星质量和引力红移随中心密度和核饱和参数特定组合变化的经验公式，适用于中心密度达到3倍核饱和密度的恒星模型.结合这两个经验公式，还可以估算出中子星的半径。在实践中，我们发现，中子星的质量（半径），可以估计在$\sim 10\%$（百分之几）的准确性，通过比较的质量和半径评估与我们的经验公式与那些确定的特定状态方程。由于我们的经验公式直接将中子星的质量和半径与核饱和参数联系起来，因此可以通过核实验来限定核饱和参数的具体值，从而讨论中子星的性质。
2022-03-17 astro-ph.HE nucl-th
A New Approach to Mass and Radius of Neutron Stars with Supernova Neutrinos
中子星是在核心坍缩的超新星爆炸中形成的，在那里会发射出大量的中微子。在本文中，超新星中微子光变曲线计算的冷却阶段的质子中子星，持续几分钟。在数值模拟中，我们采用了90个不同不可压缩性、对称性能量和核子有效质量的唯象状态方程模型进行了全面的研究。结果表明，中子星质量越大，中子星半径越小，冷却时间越长。此外，冷却时标的理论表达式作为质量和半径的函数，它被发现忠实地描述数值结果。这些发现表明，利用中微子信号诊断新形成的中子星的质量和半径是可能的。
2020-02-09 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
The compact neutron star in 4U 1746-37 revisited: Reassessing the mass and radius
Ulsan National Institute of Science and Technology（蔚山科学技术院）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）；Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天体宇宙科学研究所）；University of Science and Technology（科学技术大学）；Pusan National University（釜山国立大学）
本文重新评估4U 1746-37中子星的质量和半径，指出X射线通量遮挡可能导致估计偏小，提出中子星参数与标准值一致的可能。
2026-05-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Relativistic parameterizations of neutron matter and implications for neutron stars
我们构造的相对论平均场模型的参数集适合于最近的约束的不对称能量$J$和斜率参数$L$的纯中子物质。我们发现了非物质行为的案例，即对于具有低有效质量值$m^*/m$的刚性参数集，出现负压。在某些情况下，纯中子物质的物态方程超出了手征有效场论的允许范围。对于所有可接受的参数集的中子星的质量-半径关系表明，超过$2M_\odot$的最大质量与脉冲星质量测量兼容。考虑到手征有效理论对低密度区模型的限制，我们发现$1.4M_\odot$中子星的半径几乎与$L$的值无关.这与以前的一些主张形成对比，这些主张认为斜率参数与中子星的半径有很强的联系。事实上，质量-半径关系只取决于对称物质的等熵参数。讨论了GW 170817对潮汐变形能力和半径的限制。
2018-12-14 astro-ph.HE nucl-th
Constraining neutron star matter from the slope of the mass-radius curves
本研究通过分析中子星质量-半径曲线的局部斜率，利用未来探测器数据约束中子星状态方程，发现负斜率预示2倍太阳质量中子星半径小于12公里，并限制最大质量范围。
2024-09-19 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Constraints on the mass and radius of neutron stars from X-ray observations
本文简要介绍了利用X射线测量中子星质量和半径的方法。中子星的质量和半径可以通过低质量X射线双星的光球半径膨胀爆发、吸积X射线双星的X射线脉冲轮廓模拟、低质量X射线双星的引力红移测量和静止低质量X射线双星的热X射线谱拟合来确定。
2015-12-22 astro-ph.HE
On the radiation beaming of bright X-ray pulsars and constraints on neutron star mass-radius relation
由于吸积柱的出现，吸积磁化中子星的光度可以大大超过爱丁顿值。柱的高度可以与中子星的半径相媲美。这些柱产生的X射线直接被观测者探测到，并照射到恒星表面，这对X射线进行了再处理，并产生了观测通量的附加分量。柱的几何形状和表面的被照射部分决定了辐射聚束。弯曲的时空影响角通量分布。我们构建了一个简单的模型的光束图案所形成的直接和反射通量从列。我们考虑到可能出现的吸积柱，其高度相当于中子星半径。我们认为，根据恒星的紧凑性，从柱通量可以强烈放大由于引力透镜，或显着减少由于柱日食的恒星。高吸积柱的食导致脉冲轮廓的特定特征。它们的探测可以限制中子星的半径。我们推测在X射线脉冲星V0332 +53中观测到了柱蚀，从而得出该系统中存在大半径中子星的结论（如果$M\sim 1.4M_\odot$，则为$\sim15\,{\rm km}$）。我们指出，光束图案可以强烈地影响在吸积通道中的散射在高光度，这必须考虑到在模型再现的脉冲轮廓。
2017-11-20 astro-ph.HE nucl-th
Using observations of millisecond pulsars to measure mass and radius of neutron stars and implications for equation of state of matter at high density
毫秒恒星是快速旋转的中子星，其中广义相对论在光从中子星到观测者的传播中起着重要作用。观测到的X射线脉冲形状携带了中子星的质量、半径和表面形状的信息。脉冲形状的理论计算与观测脉冲形状的比较可以给出对中子星性质的有用约束。然后与给出假设状态方程的计算性质进行比较，可以确认或排除假设状态方程。
2010-03-26 astro-ph.HE
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
Constraints on the dense matter equation of state and neutron star properties from NICER's mass-radius estimate of PSR J0740+6620 and multimessenger observations
近年来，通过对射电/X射线散射、引力波事件和核物理约束下的多信使数据的分析，我们对中子星致密物质状态方程（EOS）的理解有了显著的提高。在这里，我们研究了PSR J 0740 +6620的联合估计质量和半径对EOS的额外影响，Riley等人（2021）通过分析来自X射线望远镜NICER和XMM-牛顿的组合数据集。我们采用两种不同的高密度EOS参数化：分段多方（PP）模型和基于中子星（CS）的声速模型。在核密度下，这些与基于手征有效场论相互作用的中子物质微观计算有关。除了这颗重中子星的新NICER数据外，我们还分别研究了PSR J 0740 +6620的射电计时质量测量、双星中子星GW 190425和GW 170817的引力波事件以及后者的相关kilonova AT 2017 gfo的约束。结合PSR J 0030 +0451的NICER质量半径估计，我们发现1.4太阳质量的中子星的半径被限制在12.33^{+0.76}-0.81} km（PP模型）和12.18^{+0.56}-0.79} km（CS模型）的95%可信范围内。此外，我们探讨了不同的手征有效场论计算，并表明，新的NICER结果提供了严格的约束压力的中子星的物质在两倍饱和密度，这表明这些观察的权力，以约束致密的物质在中等密度的相互作用。
2021-06-13 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Illuminating dark matter admixed in neutron stars with simultaneous mass-radius constraints
本研究利用大质量中子星的同时质量-半径测量约束其中混入的暗物质性质，发现该测量可大幅降低暗物质中心能量密度的不确定性，且暗物质占比极低，支持中子星中暗物质含量很少的结论。
2025-10-06 astro-ph.HE nucl-th
Constraints on the mass and radius of the accreting neutron star in the Rapid Burster
快速爆发（MXB 1730-335）是一个独特的天体，显示了I型和II型X射线爆发。2009年3月5日，Swift/XRT观测到了快速爆发的I型爆发，首次显示了光球半径的膨胀。我们在这里报告的质量和半径的测定，从这个光球半径膨胀爆发使用贝叶斯方法。在对系统的可能距离（5.8-10 kpc）进行边缘化后，我们得到致密天体的M=1.1+/-0.3 M_sun和R=9.6+/-1.5 km（1-sigma不确定度），排除了中子星的最硬状态方程。我们研究了结果的灵敏度的距离，颜色校正因子，和氢的质量分数的信封。我们发现，只有距离起着至关重要的作用。
2012-04-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Improved Mass and Radius Constraints for Quiescent Neutron Stars in Omega Cen and NGC 6397
我们使用Chandra和XMM观测球状星团$ω$ Cen和NGC 6397来测量它们的静止中子星（NS）的光谱，从而限制每个中子星的质量和半径的允许范围。我们还使用哈勃空间望远镜测光的NGC 6397，以确定一个潜在的光学伴星的静态NS，并找到证据表明，伴星缺乏氢。我们仔细考虑了一些系统的问题，并表明，大气成分的选择，星际介质丰度，和集群的距离可以有重要的影响推断NS质量和半径。我们发现，对于典型的NS质量，这两个NS的半径是一致的10-13公里的范围内最近的核物理实验青睐。这排除了Guillot和合作者提出的NS半径异常小的证据，该证据依赖于NGC 6397 NS的小半径推断。
2014-06-05 astro-ph.HE nucl-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
Mass and radius estimation for the neutron star in X-ray burster 4U 1820-30
本文提出了一种测定热核X射线爆发源中子星质量和半径的新方法。为了说明这种方法，我们将其应用于由Rossi X射线定时探测器记录的来自源4U 1820 - 30的爆发。将观测到的X射线光谱与康普顿化模型大气网格拟合，得到了中子星的质量和半径估计值，分别为M = 1.3 \pm 0.6 M_sol和R = 11 ^+3_-2 km。
2011-05-08 astro-ph.HE
Probing fermionic asymmetric dark matter cores using global neutron star properties
本文利用贝叶斯方法分析中子星质量-半径数据，约束费米子非对称暗物质核心参数，发现可约束自排斥强度与粒子质量之比，但含暗物质与纯重子星不可区分。
2025-06-23 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
The radius of the quiescent neutron star in the globular cluster M13
静态低质量中子星X射线双星的X射线谱可以用大气模型拟合，以约束质量和半径。质量半径约束可以用来限制稠密物质的状态方程。利用ROSAT、Chandra和XMM-Newton的数据对球状星团M13中一颗静止中子星的X射线光谱进行拟合，并对质量-半径关系进行约束。假设大气层由氢和1.4 ${\rm M}_{\odot}$的中子星组成，我们发现半径为$R_{\rm NS}=12.2^{+1.5}_{-1.1}$ km，与之前的测量相比，精度有了显着提高。排除到M13的距离的不确定性稍微放松了半径限制，我们发现$R_{\rm NS}=12.3^{+1.9}_{-1.7}$ km（对于具有氢大气的1.4 ${\rm M}_{\odot}$中子星），与以前的测量相比，这仍然是精度的提高，其中一些测量没有考虑距离的不确定性。我们还讨论了大气的组成如何影响导出的半径，发现氦大气意味着一个显着更大的半径。
2018-02-28 astro-ph.HE
Effects of Spot Size on Neutron-Star Radius Measurements from Pulse Profiles
本文计算了中等旋转中子星的光斑尺寸对脉冲轮廓的影响。具体来说，我们量化的偏见引入半径测量的共同假设，斑点是无穷小。我们发现，这一假设是合理的光斑小于10 $^\circ$ -18 $^\circ$，并导致误差是$\le$ 10%的半径测量，取决于光斑的位置和倾斜的观察者。我们认为，我们的研究结果的影响中子星半径测量与即将到来的和计划的X射线任务NICER和LOFT。我们计算出预期的斑点大小为不同类别的来源和调查的情况下，一个小斑点的假设是合理的。
2015-09-09 astro-ph.HE
Mass-radius constraints for the neutron star EoS - Bayesian analysis
我们提出了一个新的贝叶斯分析（BA）使用析取M-R约束提取冷，致密物质状态方程（EoS）的概率测度。这种分析的关键问题之一是在紧凑型恒星的解除禁闭过渡的问题，以及它是否作为一个交叉或更确切地说作为一个一阶过渡。我们表明，通过假设尚未存在的半径测量结果的质量为$2M_\odot$，约3公里的半径间隙将清楚地选择一个EoS与强大的一阶相变作为最有可能的。这将支持在目前和即将进行的重离子碰撞实验中仔细研究的QCD相图中存在一个临界端点。
2015-11-18 astro-ph.HE nucl-th
The mass and the radius of the neutron star in the transient low mass X-ray binary SAX J1748.9-2021
本文利用SAXJ1748.9 -2021的时间分辨光谱资料，对双星系统中的中子星的质量和半径进行了推测。利用RXTE观测到的四个X射线爆发，我们可以测量出中子星表面的角尺寸和爱丁顿极限。结合对球状星团NGC 6440的距离测量，我们得到了中子星半径和质量的两个解，R = 8.18 ± 1.62 km，M = 1.78 ± 0.3 M_（\sun）或R = 10.93 ± 2.09 km，M = 1.33 ± 0.33 M_（\sun）。
2013-01-04 astro-ph.HE
Neutron Stars Mass-Radius relationship and Electromagnetic follow-up of Kilonovae
当两颗中子星相撞时，喷出物产物的放射性衰变会产生多波段电磁辐射，称为Kilonova（KN）。在这篇文章中，我们讨论了致密物质的状态方程如何影响KN喷出物的质量和速度，从而影响其光变曲线。使用这些信息编码在恒星质量半径的关系，我们阐述了如何在光子通道的未来实验观测，除了互补的多信使探测器，可以提供一个新的和更详细的了解状态方程的核物质。
2021-05-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
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
The minimum neutron star mass in neutrino-driven supernova explosions
针对超新星理论难以解释的最轻已知中子星候选体质量问题，研究通过对5个接近铁核坍缩最小质量的恒星模型做三维超新星模拟，得到创纪录的低中子星质量，支持该轻质量天体可能为中子星的结论。
2025-01-15 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
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
Impact of NICER's Radius Measurement of PSR J0740+6620 on Nuclear Symmetry Energy at Suprasaturation Densities
通过在三维参数空间中直接反演超浓丰中子核物质物态方程的几个中子星观测量，我们证明了中子星内部成分探测器（NICER）的质量为$2.08\pm 0.07~M_{\odot}$的PSR J 0740 +6620的半径下限最近的观测在$(1.0\sim 3.0)$乘以饱和密度的密度范围内，为核对称能设定了一个比以前已知的更严格的下限核物质的$ρ_0$。在中子星的这个密度区域中，导致质子极化子形成的超软对称能显然不受迄今为止可靠观测到的最大质量的中子星的第一次半径测量的影响。
2021-08-17 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Inferring the maximum and minimum mass of merging neutron stars with gravitational waves
我们发现，合并中子星的最大和最小质量可以估计与即将到来的引力波观测。我们模拟了双中子星信号的总体，并模拟了它们的质量分布，包括上截止点和下截止点。如果质量分布支持质量接近截止点的中子星，则可以用$50$探测器测量$\sim 0.2(0.1)\text{M}_{\odot}$的下限（上限）。质量上限说明了中子星状态方程的高密度特性，而质量下限则表明了中子星和白矮星之间的区别。
2020-09-25 astro-ph.HE gr-qc
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
Rotational Corrections to Neutron-Star Radius Measurements from Thermal Spectra
在Hartle-Thorne近似下，计算了中等速率自旋中子星热谱中的转动展宽。这些计算准确地解释了二阶多普勒增强效应以及中子星的扁圆形状和四极矩。我们发现，拟合的光谱和推断的辐射热通量的假设下，恒星不旋转导致低估推断的通量，因此，半径。校正取决于恒星的自转、半径和观测者的倾角。对于一个10 km的中子星，旋转速度为600 Hz，旋转修正的流量为~1- 4%，而对于一个15 km的中子星，具有相同的旋转周期，修正范围从2%的极上源的12%的边缘上的源。我们计算的倾角平均修正推断的半径作为中子星半径和质量的函数，并提供了一个经验公式的校正。对于实际的中子星参数（1.4 M $_\odot$，12 km，600 Hz），恒星半径比假设恒星不旋转时推断的半径大4%。
2014-07-11 astro-ph.HE gr-qc
New constraints on the neutron-star mass and radius relation from terrestrial nuclear experiments
核物质物态方程的确定一直是核天体物理学中最大的难题之一，因为物态方程是确定中子星性质的基础。为了限制核对称能的密度依赖性，几个核实验，例如，由S $π$ RIT和PREX-II协作报告的方法，最近已经进行。然而，由于它们的不确定性仍然很大，天文观测等额外的限制必须是至关重要的。此外，有趣的是看到它们的报道值对中子星性质的影响。在本研究中，我们以相对低密度区域为重点，在S $π$ RIT和PREX-Ⅱ的约束下，研究了中子星质量和半径关系的允许区域。这些实验预测的每个区域仍然与各种天文观测所限制的允许区域一致。我们的研究结果表明，地面核实验必须提供进一步的限制状态方程的中子星，补充天文观测。
2022-03-17 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Tidal deformability from GW170817 as a direct probe of the neutron star radius
来自两颗中子星合并的引力波最近首次被LIGO-Virgo合作探测到，编号为GW 170817。这一发现为两颗中子星的有效潮汐变形能力设定了上限，并严格限制了系统的啁啾质量。我们在这里报告了当啁啾质量指定时，双星有效潮汐变形性中出现的新简化。我们发现，在这种情况下，有效的潮汐变形的二是令人惊讶的独立的组件质量的单个中子星，而不是主要取决于啁啾质量的比值的中子星半径。因此，测量有效潮汐变形能力可以用来直接测量中子星半径。我们发现，从GW 170817的有效潮汐变形的上限意味着半径不能大于~ 13公里，在90%的水平，独立于假设的质量的组成星。这一结果可普遍应用于探测任何具有啁啾质量的中子星-中子星合并中的恒星半径。对于中子星-黑洞合并，近似的质量无关性消失。最后，我们讨论了一个贝叶斯推断的状态方程，使用测得的啁啾质量和潮汐变形从GW 170817结合核和天体物理先验，并讨论可能的统计偏差在这种推断。
2018-03-20 astro-ph.HE
Mass/Radius Constraints on the Quiescent Neutron Star in M13 Using Hydrogen and Helium Atmospheres
低质量X射线双星中中子星（NS）的质量和半径可以通过拟合NS在静止时的X射线谱得到，质量和半径制约着NS核中致密物质的性质。光谱拟合的一个关键因素是NS大气的组成：在大多数先前的工作中假设氢大气，但如果供体星是氦白矮星，氦大气也是可能的。在这里，我们进行光谱拟合XMM，钱德拉，和ROSAT数据的一个静态NS在球状星团M13。该NS具有从先前光谱拟合推断的最小半径。假设大气层由氢组成，我们发现一个显着更大的半径，更符合其他静态NS。在氦气氛中（同样可以接受的拟合），我们发现半径值甚至更大。
2013-01-16 astro-ph.HE
Measuring Neutron Star Radius with second and third generation Gravitational Wave Detector Networks
本文研究第二代与第三代引力波探测器网络对中子星半径的测量能力，表明单个40公里宇宙探索者探测器可在十年内将软、中等和硬状态方程的中子星半径精度提升至10米，远超当前探测器网络。
2024-02-07 astro-ph.HE gr-qc 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
Precision of mass and radius determination for neutron star using the ATHENA mission
在本文中，我们表明，计划于2031年发射的ATHENA任务的X射线光谱观测可以约束超致密物质的状态方程。我们使用我们的良好约束的连续拟合方法的质量和半径的中子星的测定。用大气程序ATM 24计算了一颗中子星的辐射模型谱。在下一步中，使用卫星校准文件，将这些模型拟合到为ATHENA的WFI探测器计算的中子星的模拟光谱。为了模拟光谱，我们假设了三个不同的有效温度值，表面引力和引力红移。这三种情况与三种不同的中子星质量和半径有关。这种分析使我们能够证明我们的方法的精度，并证明需要一个快速检测器船上的ATHENA。计算了一个大网格的理论光谱与各种参数和太阳的氢-氦-铁组成的比例。将这些光谱与模拟光谱拟合，以估计质量和半径测定的精密度。在每种情况下，我们都获得了非常精确的质量和半径值，质量误差在3- 10%范围内，半径误差在2- 8%范围内，置信误差在1-sigma范围内。我们在这里表明，与ATHENA WFI探测器，这样的测定可以用来约束超致密中子星物质的状态方程。
2019-12-03 astro-ph.HE
Neutron-star Radius from a Population of Binary Neutron Star Mergers
我们展示了如何用先进的几十到几十个中子星双星探测器进行引力波观测，可以测量中子星半径，精度为几个百分点到几个百分点，质量和空间分布是现实的，没有一个源位于100 Mpc。我们实现这样的精度相结合的总质量的测量从inspiral阶段的紧凑性从postmerger振荡频率。为了估计这些频率的测量误差，我们利用分析拟合合并后的数值相对论波形在时域中，在这里获得的第一次，四个核物理状态方程和一对夫妇的质量值。我们进一步利用准普遍的关系，从这些频率的紧凑性得到错误。只要物态方程不是太软，或者双星不是太重，对于100个体积在100到300 Mpc之间均匀分布的双星样品，测量平均半径在10%以内是可能的。
2017-05-30 astro-ph.HE gr-qc
Neutron stars in $f(\mathtt{R,L_m})$ gravity with realistic equations of state: joint-constrains with GW170817, massive pulsars, and the PSR J0030+0451 mass-radius from ${\it NICER}$ data
在这篇工作中，我们研究了中子星（NS）在$f(\mathtt{R,L_m})$引力理论的情况下$f(\mathtt{R,L_m}) = \mathtt{R} + \mathtt{L_m} + σ\mathtt{R}\mathtt{L_m}$，其中$\mathtt{R}$是里奇标量和$\mathtt{L_m}$拉格朗日物质密度。在术语$σ\mathtt{R}\mathtt{L_m}$中，$σ$表示引力场和粒子场之间的耦合。首次在理论上求解流体静力平衡方程，考虑到现实的状态方程和NS质量和半径得到的联合约束，从大质量的恒星，引力波事件GW 170817和PSR J0030+0451质量半径从美国宇航局的中子星内部成分探测器（${\it NICER}$）的数据。结果表明，在这个引力理论中，质量半径结果可以容纳质量极大的类星体，而广义相对论则很难做到这一点，并且该理论还可以解释在$1.4~M_{\odot}$附近质量的GW170817和PSR J0030+0451观测所限制的半径区域内观测到的NS。
2021-11-18 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
The Dense Matter Equation of State from Neutron Star Radius and Mass Measurements
本文对12颗中子星在热核爆发和静止期的光谱半径测量进行了全面的研究。我们纳入，为第一次，大量的系统不确定性的测量的表观角的大小，爱丁顿通量，和距离，在组成的星际介质，并在通量校准的X射线探测器。我们还考虑到最近的理论计算结果的旋转效应的中子星半径，大气的影响，表面光谱和相对论修正的爱丁顿临界通量。我们采用贝叶斯统计框架从光谱测量获得中子星半径，以及从半径测量推断状态方程。结合核饱和密度附近的实验结果和~2 Msun中子星的观测结果，我们对大约2-8倍核饱和密度之间的物态方程的性质提出了强的定量约束。我们发现，在M=1.5 Msun附近，优选的状态方程预测半径在10.1 - 11.1 km之间。当解释压力约束的背景下，高密度状态方程的基础上相互作用的核子，我们的研究结果表明，一个相对较弱的贡献的三体相互作用势。
2015-12-10 astro-ph.HE gr-qc 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
