Differentially rotating scalarized neutron stars with realistic post-merger profile
本文研究了带质量标量场的标量-张量理论下差速旋转中子星模型，采用真实唯象旋转定律，发现相比广义相对论存在质量与角动量更大且能更久保持准球形分布的解，为后续研究标量化对合并残骸稳定性与引力波辐射的影响奠定基础。
2023-03-14 astro-ph.HE gr-qc
Quantum Corrections to Gravitational Potential of Scalarized Neutron Star Binary
将广义相对论作为有效场论，研究了标量中子星双星系统引力势的长距离、低能、超前量子修正。我们忽略了两个恒星组成部分的扩展标度，并将它们视为重点粒子，由于恒星内部固定的标度配置，它们通过引力子和标度粒子的交换相互作用。因此，引力势既包括牛顿势，也包括标量修正的类牛顿势。在非相对论极限下，我们直接由引力子和标量粒子交换量之和计算修正引力势的非解析修正。从有效拉格朗日量中提取适当的顶点规则。我们的计算表明，无论是引力子交换或标量粒子的交换都有助于经典相对论修正和量子修正的引力势的标量NS双星。
2019-09-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Scalarized Hybrid Neutron Stars in Scalar Tensor Gravity
本文在标量张量引力框架下研究混合中子星的标量化，发现标量化对袋常数、s夸克质量和密度跳跃比对微扰QCD修正参数更敏感。
2024-07-15 astro-ph.HE gr-qc
Scalarized non-topological neutron stars in multi-scalar Gauss-Bonnet gravity
本文在多标量Gauss-Bonnet引力下，利用最大对称目标空间和非平凡映射$φ:spacetime \rightarrow target\ space$，构造了新的非拓扑的、自发标量化的中子星.该理论的特点是，对于某些耦合函数类，场方程允许有平凡标量场的解，这与广义相对论的解是一致的。当参数在一定范围内变化时，这些解失去稳定性，并从平凡分支出具有非平凡标量场的新分支。对于一组给定的参数，这些分支的特点是标量场的零点的数量，他们是积极的比广义相对论的。
2021-09-20 gr-qc
Massive scalar counterpart of gravitational waves in scalarized neutron star binaries
类似于居里温度以下铁磁体的自发磁化，一个中子星（NS），当致密性超过某个临界值时，可能会经历自发标量化，并表现出内部非平凡的标量位形。因此，外部时空发生了变化，出现了一个外部标量场，这随后触发了它的同伴的标量化。动力学的相互作用产生了一种与张量引力波相对应的引力标量。本文利用标量-张量理论证明了双中子星（DNS）和中子星-白矮星（NS-WD）的引力标量对应物具有质量。（1）由外部标量场会聚而产生的引力标量背景场在标度化DNS双星中扮演着引力标量对应物的角色，而类Higgs引力标量势中质量维常数的出现则导致了质量为普朗克标度量级的大质量引力标量对应物的出现;（ii）由于NS和WD的结合能不同而产生的偶极引力标量辐射场在标度化轨道收缩的NS-WD中起着引力标量对应物的作用，其围绕引力标量势的局部和标量能量密度相关的最小值振荡，并获得大约$10^{-21} ev/c^2$量级的质量。
2019-09-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Phase transition structure of scalarized neutron stars: the effect of rotation and linear coupling
Sofia University “St. Kliment Ohridski”（索非亚大学）；Koç University（科奇大学）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Eberhard Karls University of Tübingen（蒂宾根大学）；Institute of Mathematics and Informatics, Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院数学与信息学研究所）
本文研究了标量化中子星的相变结构，探讨了旋转和线性耦合对相变的影响，提出Landau理论能系统找到被忽略的标量化解分支，同时旋转使相变质量升高但相图相似。
2026-04-23 astro-ph.HE gr-qc
Oscillation dynamics of scalarized neutron stars
标量-张量理论是广义相对论的扩展，研究得很好，它提供的偏差还在观测范围内。在标量-张量理论框架下，我们给出了非旋转标量化中子星的时间演化方程，包括动态时空和标量场。我们采用的理论，允许一个大规模的标量场或自相互作用项，我们研究这些参数对非轴对称$f$模式的影响。时间演化方法允许边界条件的相对简单的实现。我们发现，$f$模式的频率不再是一个简单的函数的恒星的平均密度时，一个标量场存在。我们还评估了在以前的研究中常用的中子星振荡模式的替代引力理论的考林近似的不同变种的准确性，并证明它可以给我们不仅定性正确的结果，但在某些情况下，也很好的定量估计的振荡频率。
2021-07-05 gr-qc
Axial quasi-normal modes of scalarized neutron stars with massive self-interacting scalar field
在标量-张量理论中研究了具有自相互作用项的大质量标量场的中子星的轴向准简正模。各种现实的状态方程，包括核，超声波和混合物质。虽然中子星的自发标量化效应可能非常大，但脉冲双星观测和引力波探测极大地限制了无质量标量张量理论。然而，如果我们为标量场考虑一个适当选择的非零质量，标量张量参数就不能被观测所限制，从而导致与纯广义相对论的巨大偏差。考虑到这一动机，我们扩展的轴向准正常模式的普遍关系，在广义相对论中已知的中子星在大规模标量张量理论与自相互作用，使用广泛的现实状态方程。我们确认的普遍性的标度频率和阻尼时间的紧凑性和标度的转动惯量的中子星有和没有大规模标度化。
2019-02-04 gr-qc
Core collapse in massive scalar-tensor gravity
本文对[Phys. Rev. Lett.]中关于质量标量张量引力中恒星坍缩的逆啁啾引力波信号进行了扩展研究。{ \bf 119}，201103]。我们系统地探讨了表征祖星的参数空间、状态方程和核塌缩事件的标量张量理论。我们确定了一个非常简单和直接的分类方案所产生的崩溃事件。对于任何给定的一组参数，坍缩导致三种最终状态之一，弱标量化的中子星，强标量化的中子星或黑洞，可能在多个阶段形成。后两种终态可能导致强引力波信号，在目前的地面探测器连续波搜索中可能可以探测到。我们在参数空间中确定了一个非常尖锐的边界，它将具有强引力波发射的事件与具有可忽略辐射的事件分开。
2020-09-15 astro-ph.HE gr-qc
Scalarized neutron stars in massive scalar-tensor gravity: X-ray pulsars and tidal deformability
本研究比较了三种大质量标量-张量理论中的中子星标量化，首次计算了潮汐形变，并展示了普适关系，为X射线和引力波观测提供约束依据。
2025-03-31 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Axisymmetric stability of neutron stars as extreme rotators in massive scalar-tensor theory
本文研究大质量标量-张量理论中差分旋转标量化中子星的轴对称动力学稳定性，通过非线性数值演化验证转折点判据仍为充分条件，并探讨双星并合产生超高旋转遗迹的可能性。
2025-02-06 astro-ph.HE gr-qc
Stable spontaneously-scalarized black holes in generalized scalar-tensor theories
本文研究了广义标量-张量理论中标量化黑洞的径向稳定性，发现符合宇宙演化和双星脉冲星约束的Ricci耦合下黑洞解稳定，且该耦合显著减小了微扰方程失去双曲性的区域。
2022-04-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational Higgs mechanism in inspiraling scalarized NS-WD binary
研究了标量张量理论描述的吸入标量化中子星-白矮星（NS-WD）双星系统的引力Higgs机制。由于NS和WD的结合能不同，标度化NS-WD系统的轨道衰变除了产生张量引力波波外，还产生了偶极引力标量辐射，这打破了在广义相对论框架下建立的Lorentz不变性.由此产生的引力标量辐射场获得标量能量密度相关的有效质量，产生于引力标量势，该势由引力标量场的自相互作用单调减小和标量场与NS/WD物质之间的指数耦合增加组成。由于薄环轨道效应，由大质量标量场编码的引力相互作用在双星轨道区域被屏蔽，具有高密度的恒星标量能量，这使我们得到双星系统的标量质量约为$10^{-21} eV/c^2$，并导致对双星系统牛顿势的Yulkawa式修正。我们证明了辐射引力张量波在汤川型势中传播时，获得了$\sim 10^{-23} eV/c^2$量级的标量背景依赖的质量项。
2019-09-04 astro-ph.HE gr-qc
Spontaneous scalarization of neutron stars in teleparallel gravity with derivative torsional coupling
University of Jijel（吉杰勒大学）
本文研究了在非规范引力模型中，标量场与物质和扭量耦合的中子星配置，探讨了标量化现象在有限中央密度范围内的出现及其对一般相对论质量-半径关系的影响。
2026-03-23 gr-qc
Differentially rotating neutron stars in scalar-tensor theories of gravity
我们提出了第一个数值模型的差分旋转恒星在替代理论的重力。我们选择了一类特殊的标量-张量引力理论，在弱场区域与GR无法区分，但在考虑强场时可能会导致显著的偏差。我们发现，差分旋转中子星可以维持的最大质量显着增加标度化的解决方案，这样的恒星可以达到更大的角动量。此外，与广义相对论中相同静止质量的相应模型相比，非平凡标量场的存在具有增加达到给定角动量值所需的轴比的效果。我们发现，标量场也使快速旋转的模型比一般相对论模型更少的准环面。对于大的角动量值和耦合参数的值，与观测结果一致，我们发现了第二个转折点的标量模型沿恒定的角动量序列，这可能有有趣的影响残留物的稳定性创建的二元中子星合并。
2018-07-14 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from accretion-induced descalarization in massive scalar-tensor theory
许多类扩展的标量张量理论预测，在高能量下会发生动力学不稳定性，导致标量化中子星的形成。根据理论参数的不同，处于标度化状态的恒星可以形成一个解空间分支，它与广义相对论中所谓的质量孪生子有很多相似之处，后者出现在包含一阶相变的状态方程中。这个标度化分支的成员与爱因斯坦分支相比，具有较低的最大质量和中心能量密度。在这种情况下，标量化的恒星可能会过度吸积超过临界质量极限，从而引发引力相变，恒星脱落标量毛发并迁移到非标量化的对应物。这样的事件类似于核或热力学相变，但又与之不同。我们动态地跟踪重力过渡，首先构建流体静力学，标量平衡的现实状态方程，然后让更多的材料落在恒星表面。由此产生的单极辐射爆发被分散拉伸，形成一个持续数十年的准连续信号，携带$\gtrsim10^{-22} (\text{kpc}/L)^{3/2} \text{ Hz}^{-1/2}$级的应变，频率为$\lesssim300 \text{ Hz}$，可用现有的干涉仪网络探测到$L\lesssim10 \text{ kpc}$的距离，如果包括爱因斯坦望远镜，可以探测到几百kpc。这种事件的电磁签名，涉及伽马射线和中微子爆发，也被认为是。
2022-08-31 astro-ph.HE gr-qc
Universal I-Q relations for rapidly rotating neutron and strange stars in scalar-tensor theories
研究了标度化中子星的快速自转对归一化转动惯量$\bar{I}$和四极矩$\bar{Q}$之间关系的影响。人们必须回答的问题是，在这个制度下，EOS普适性是否被保留，以及与广义相对论的偏差是什么。我们的结果表明，$\bar{I}-\bar{Q}$关系是几乎EOS独立的标量快速旋转的恒星，但与纯爱因斯坦的理论相比，缓慢旋转的情况下增加的差异。一般来说，较小的标量场耦合参数$β$负值导致较大的偏差，但这些偏差低于未来天体物理观测的预期精度，如果一个人认为$β$的值与当前的观测约束。一个重要的注意是，尽管标量张量理论和广义相对论的归一化$\bar{I}-\bar{Q}$关系非常相似，但两个理论中的非归一化转动惯量和四极矩可能非常不同。这表明，尽管$\bar{I}-\bar{Q}$关系在某些方面可能非常有用，但在区分不同的引力理论时，它们可能无法很好地为我们服务。
2014-08-07 astro-ph.HE gr-qc
Pulse profiles from a pulsar in scalar-tensor gravity
在极帽模型的基础上，假设中子星上存在对跖热点，研究了几种恒星模型下标量张量引力理论中中子星的脉冲轮廓。然后，我们发现标量张量引力中的标量化中子星的脉冲轮廓与广义相对论中的脉冲轮廓几乎相同，即，没有标量场，如果两颗恒星的恒星紧密度非常相似。也就是说，标量场的存在并不直接改变来自中子星的脉冲轮廓，而即使在标量张量引力下，恒星的致密性对确定脉冲形状也至关重要。此外，我们还发现标量化中子星的脉冲波形与广义相对论中相同质量的中子星的脉冲波形相似，而脉冲波形中最小振幅与最大振幅的比值强烈地依赖于标量-张量引力中的耦合常数，这取决于旋转轴和磁轴之间的角度以及旋转轴和朝向观察者的方向之间的角度。因此，直接观测脉冲轮廓加上对恒星质量的额外观测，可以提取强场区引力理论的印记。
2017-10-29 astro-ph.HE gr-qc
Rapidly Rotating Neutron Star Collapse in Massive Scalar-Tensor Theories
Eberhard Karls University of Tübingen（蒂宾根大学）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Sofia University（索非亚大学）；Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院）
研究超大质量标量-张量理论中快速旋转中子星坍缩的动力学特征及引力波发射，发现标量辐射能可突破引力波发射观测退化。
2026-07-21 astro-ph.HE gr-qc
Neutron stars in Gauss-Bonnet gravity -- nonlinear scalarization and gravitational phase transitions
本文证明Gauss-Bonnet引力中的中子星存在非线性标量化现象，可在宽参数范围内无需微调地引发引力相变，表明该现象比预期更普遍且具重要天体物理意义。
2023-06-29 gr-qc
Instability of scalarized compact objects in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet theories
本文分析Einstein-scalar-Gauss-Bonnet理论中标量化黑洞与中子星的线性微扰，证明高多极偶宇称模式普遍存在梯度不稳定性，并定位其分支分叉起源。
2023-06-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Orbital and epicyclic frequencies around rapidly rotating compact stars in scalar-tensor theories of gravity
在标量张量引力理论中，我们研究了快速旋转的中子星和奇异星周围的粒子的轨道和周转频率。我们发现这些频率非常大的偏差，当比较它们的相应值在广义相对论，最大质量旋转模型。相反，对于自旋频率为700赫兹（大约是中子星已知的最大自转速率）的模型，偏差通常很小。然而，对于一个非常刚性的状态方程和一个高质量的周转频率从它的GR值的偏差是明显的，即使在700赫兹的自旋频率。原则上，这种偏差在低质量x射线双星的准周期振荡模型中可能变得很重要，并且可以作为强引力的测试（如果其他参数受到很好的约束）。尽管本文主要集中在轨道和周转频率，我们在这里提出的第一次快速旋转，标量化的平衡致密星与现实的强子状态方程和奇怪的物质状态方程。我们还提供了非旋转极限下标量化中子星的外部时空及其周转频率的解析表达式。
2014-05-27 astro-ph.HE gr-qc
Critical phenomenon inside asymptotically flat black holes with spontaneous scalarization
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院，中国科学院大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（亚洲太平洋理论物理中心，中国科学院大学）
研究零宇宙常数爱因斯坦-麦克斯韦-标量理论中自发标量化黑洞的内部动力学，发现新的临界现象，并建立Kasner参数与荷质比之间的标度关系。
2026-05-22 gr-qc
On the maximum mass limit of neutron stars in scalar-tensor gravity
讨论了标量张量引力中中子星的最大质量极限，并与广义相对论给出的极限进行了比较。该极限相对于核饱和参数和核中的最大声速的组合被参数化。结果表明，对于较小的核内声速值，标度化中子星的最大质量极限大于广义相对论中的最大质量极限。然而，对于声速大于光速的$79\%$的刚性状态方程，广义相对论的最大质量极限大于标量张量引力的最大质量极限。结果表明，未来对大质量中子星的观测，可能会限制最大声速以及标量-张量引力耦合参数。
2017-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Graviton mass generation in in-spiraling DNS
指出自发标度激发双中子星（DNS）系统可以为研究引力子质量的产生机制提供一个天然的实验室。由于引力标量背景场的出现，伴随着小的涨落，通过质量维外部标量场的迭代相互作用而收敛，该双星系统遭受自发的洛伦兹对称性破缺。这两个标量化的NS都处于类希格斯引力标量势中，其中无质量的标量背景涨落场起着希格斯场的作用。因此，引力标量背景场变得有质量。辐射引力子在Yukawa修正势中传播，以标量场介导的方式获得标量背景依赖的质量项。我们证明了引力子的质量依赖于源的内禀性质，但它不是一个确定的值。来自标度化轨道收缩DNS的引力子的背景相关质量随着两个分量的紧度以及二元体的分离度而变化。我们得到了银河系中8个DNS双星辐射引力子的有效质量，它们的质量都是$10^{-23} ev/c^2$量级。结果表明，更近的DNS系统辐射出更多的质量引力子，这与更近的双星辐射出更高频率的引力波是一致的。
2019-11-11 astro-ph.HE gr-qc
Coalescence of binary neutron stars in a scalar-tensor theory of gravity
我们在允许自发标量化的标量张量理论中对合并中的双星中子星进行了数值相对论模拟。我们用真实的状态方程来模拟中子星。我们选择的自由参数的理论考虑到所施加的约束的最新观测的中子星-白矮星双星脉冲星定时。我们发现，即使在这些严格的限制，标量化仍然可以影响的演变的双中子星不仅在后期的inspiral，但也在合并阶段。我们还证实，即使当这两个中子星有相当小的标量电荷在大的分离，他们可以强烈标度动态在最后阶段的inspiral。特别是，我们确定的二元参数标量化发生在后期inspiral或只有在发病后的合并时，一个残余的，超大质量或超大质量的中子星形成。我们还讨论了这些结果如何影响引力波一旦被检测到的物理信息的提取。
2013-10-04 astro-ph.HE 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
Structure of neutron stars in massive scalar-tensor gravity
我们计算了具有大质量标量场的二阶导数标量-张量引力理论中的球对称中子星模型族。我们提出的数值方法，使我们能够计算所产生的时空无限半径使用松弛算法上的紧化网格。我们讨论了由此得到的中子星模型的弱标化分支和强标化分支的结构，以及它们对理论的标量扇区和张量扇区之间的线性和二次耦合参数$α_0$、$β_0$以及标量质量$μ$的依赖性。对于高度负值的$β_0$，我们遇到的配置类似于“引力原子”，由一个高度紧凑的重子星周围的标量云。基于结合能计算的稳定性分析表明，这些配置是不稳定的，我们希望他们迁移到模型与径向减少重子密度{ \it和}标量场强度。
2020-08-31 astro-ph.HE gr-qc
Binary neutron star mergers in massive scalar-tensor theory: Quasi-equilibrium states and dynamical enhancement of the scalarization
研究大质量标量-张量理论中双中子星并合，发现近距离时标量云产生去相，从而利用GW170817约束标量质量下限约10^-11 eV。
2023-09-04 gr-qc hep-ph
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
I-Love-Q, Spontaneously: Slowly Rotating Neutron Stars in Scalar-Tensor Theories
我们通过将经典的Hartle-Thorne形式主义扩展到一般的标量张量引力理论，构建了缓慢旋转的理想流体中子星模型。在无量纲角动量的二阶下，我们计算了质量M，半径R，标量电荷q，转动惯量I和自旋诱导四极矩Q，以及潮汐和旋转Love数。我们的形式主义适用于一般的标量张量理论，但我们特别关注的理论，允许自发标量化。最近发现，转动惯量、四极矩和勒夫数通过近似万有（即，状态方程独立）“I-Love-Q”关系。我们发现，类似的关系也适用于自发标度化的恒星。更有趣的是，标量张量理论中的I-Love-Q关系与广义相对论的I-Love-Q关系在不到百分之几的范围内重合，即使是对于当前脉冲双星约束所允许的最大耦合的自发标量化恒星。这意味着这些参数的天体物理测量不能用来区分广义相对论和标量张量理论，即使自发标量化发生在自然界中。由于f（R）理论与标量张量理论之间的等价性，本文所建立的理论框架可以用来构造f（R）引力下的旋转致密恒星模型。我们的慢旋转膨胀也可以作为一个基准的快速旋转的中子星的一般标量张量理论的数值计算。
2014-07-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Compactness of neutron stars and Tolman VII solutions in scalar-tensor gravity
本文系统地研究了中子星作为引力标量张量理论中的Tolman VII解的紧性。结果表明，当耦合常数限制在天文观测值范围内时，广义相对论下的中子星的最大紧度比标量张量引力下的大.此外，我们表明，虽然超紧凑的恒星，半径小于Regge-Wheeler势峰，可以存在于广义相对论（例如，Tolman VII解），它们的标量化对应物甚至在均匀密度星的极限情况下也不能被构造。
2018-06-02 gr-qc
Constraining scalarization in scalar-Gauss-Bonnet gravity through binary pulsars
本文利用密近双星系统中的双星观测结果，导出标量-高斯-邦内（sGB）引力中标量化的强约束。由于标量化的中子星携带非零标量变化，它们在吸气时会发射标量偶极辐射，这加速了轨道衰变。观测结果支持了这样的猜想，即对于观测到的双星，这种辐射要么不存在，要么非常小。利用这一点，我们确定了sGB引力的允许参数范围。我们还将导出的约束转移到sGB引力中的黑洞。事实证明，标量化静态黑洞的最大质量不可能超过大约10到20个太阳质量，这取决于我们对核物质状态方程的初始假设。另一方面，黑洞的标量电荷可以达到相对较大的值，这是潜在的可观察的。
2022-11-17 astro-ph.HE gr-qc
Descalarization bursts from Galactic supramassive neutron stars: a kHz continuous-wave target
Eberhard Karls University of Tübingen（蒂宾根大学）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Observatorio Astronómico, Universitat de València（瓦伦西亚大学天文台）；Sofia University（索非亚大学）；Institute of Mathematics and Informatics, Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院数学与计算机科学研究所）
该研究基于大质量标量-张量引力理论，通过三维模拟发现银道面超大质量中子星坍缩产生的千赫兹准单色信号可利用A+-ET-CE网络探测，任意时刻约有3个此类信号过境。
2026-10-09 astro-ph.HE gr-qc
Hydrodynamical Collapse of Neutron Stars due to Hadron-Quark Phase Transition
我们目前的研究中子星的崩溃，经历强子-夸克相变。编写了一个球形拉格朗日流体动力学程序。作为初始条件，我们考虑了中子星的密度、能量密度和压力分布，选取了不同的中子星构型。相变是在不同的演变时间。我们发现，表面上的大量物质可以被喷射出来，而其余的星环处于基本和第一压力模式。
2009-10-08 astro-ph.HE gr-qc
Neutron star scalarization with Gauss-Bonnet and Ricci scalar couplings
本文研究中子星在Ricci标量与Gauss-Bonnet不变量双重耦合下的自发标量化，发现两者结合会显著影响标量化中子星的存在域及携带的标量荷。
2021-11-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Constraining Scalar Charge in Neutron Stars through Gravitational Wave Signals from NSBH Mergers
本研究通过分析四个NS-BH并合事件的引力波信号，检验了光速Horndeski理论预测的“毛茸”中子星假设，将标量荷约束在$10^{-3}$至$10^{-4}$量级，为检验广义相对论提供了新的限制。
2025-04-01 astro-ph.HE gr-qc
Strong-field effects in massive scalar-tensor gravity for slowly spinning neutron stars and application to X-ray pulsar pulse profiles
标量-张量引力理论中的中子星（NS）通过自发标量化现象可以获得标量电荷，产生不同于广义相对论中的时空。采用含有标量场质量项的ST理论，通过研究线性化的标量场方程，确定了自发标量化的理论参数空间。在此基础上，得到了慢旋转NS方程的全数值解，并进行了详细的研究。由此产生的时空被用来计算测试粒子测地线。利用类光测地线构造了标量化NS表面一对热点的X射线辐射剖面，并与中子星内部成分探测器（NICER）的观测数据进行了比较，验证了ST理论。
2020-09-09 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
A Toy Model for the Electromagnetic Output of Neutron-star Merger Prompt Collapse to a Black Hole: Magnetized Neutron-star Collisions
本文系统地研究了磁化中子星的迎头碰撞。我们研究了两颗中子星合并时产生的磁场几何。此外，我们还分析了这些碰撞产生的光度，并监测了从合并到随后产生黑洞的磁场演化。在黑洞形成的时候，随着电磁场的衰减，亮度达到峰值并逐渐衰减。比较了三种不同的情况下，一个在两个中子星的初始磁场是对齐的，一个在那里他们是反对齐的，也有一种情况下，他们最初有不相等的磁场强度。我们确定区域和设置限制，使对创建和磁重联将发生在这种情况下，并进一步讨论辐射能量的限制和差异。这项研究应该被看作是一个玩具模型的情况下，残余物，一个双中子星合并，经历了一个即时崩溃的黑洞与周围的磁盘可以忽略不计。我们注意到产生的电磁脉冲类似于快速射电暴现象。我们认为，高质量的合并，导致快速迅速崩溃的黑洞和预期的流量将被观察到的距离类似的二元中子星引力波检测GW 190425的影响。
2020-04-18 astro-ph.HE gr-qc
Neutron stars in massive scalar-Gauss-Bonnet gravity: Spherical structure and time-independent perturbations
由于标量场耦合到Gauss-Bonnet不变量的标量-张量理论中发现了黑洞的自发标量化解，因此这类理论引起了人们极大的兴趣。本文在已有文献的基础上，详细研究了标量场耦合函数为二次型，且标量场具有质量的典型理论下的自发标量化中子星.在球面分解的框架下，对NS的球面解及其扰动性质，即潮汐变形性和转动惯量进行了统一和可扩展的处理。我们发现，而自发标量化NS的质量，半径和转动惯量显示非常温和的偏差，从那些NS在广义相对论（GR），潮汐变形表现出显着差异的解决方案在GR和自发标量化的解决方案的某些值的参数在标量高斯-邦纳理论。结果，著名的转动惯量和中子星潮汐形变之间的普遍关系被打破。由于NS的质量和潮汐形变可以在双星NS合并的引力波中获得，半径可以用X射线卫星测量，转动惯量可以通过高精度脉冲星计时技术获得，未来的多信使观测可以与理论结果进行对比，并为我们建立超越GR的理论提供必要的信息。
2021-12-17 gr-qc physics.comp-ph
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
Three-Dimensional General-Relativistic Hydrodynamic Simulations of Binary Neutron Star Coalescence and Stellar Collapse with Multipatch Grids
本文提出了一个新的三维广义相对论流体动力学演化方案，该方案能够有效地模拟恒星坍缩、孤立中子星、黑洞形成和双中子星合并等过程.我们利用一组自适应曲线线性网格（多面体）加上通量守恒的细胞为中心的自适应网格细化。这使我们能够显着扩大我们的计算域，同时仍然保持高分辨率的引力波提取区，恒星的外层，或合并中子星的质量喷射区域。流体演化与高分辨率的激波捕获有限体积计划，而时空的几何演变使用四阶有限差分。我们采用了多速率龙格-库塔时间积分方案的效率，发展的流体与二阶和时空几何与四阶积分，分别。我们验证了我们的代码的一些基准问题：旋转恒星坍缩模型，激发中子星，中子星坍缩成黑洞，和二元中子星合并。测试问题，特别是后者，极大地受益于更高的分辨率在重力波提取区，因果断开的外边界，和应用柯西特征重力波提取。我们表明，我们能够提取收敛的引力波模式（l，m）=（6，6）。这项研究铺平了道路，更现实和详细的研究紧凑的对象和恒星坍缩在全三维和大型计算域。本文讨论的多面体基础设施和网格细化和流体动力学代码的改进将作为开源爱因斯坦工具包的一部分提供。
2012-12-05 astro-ph.HE gr-qc
Disk formation in the collapse of supramassive neutron stars
短伽马射线暴（sGRB）的性质具有很大的多样性。这表明，观察到的现象可能是由不同的“中央引擎”引起的，或者引擎根据其参数产生各种结果，或者两者兼而有之。最流行的引擎场景是两颗中子星的合并，最近费米和INTEGRAL探测到了中子星合并GW 170817之后的伽马射线爆发（GRB 170817 A），但目前还不清楚这一事件可能有多特殊。几个sGRB引擎模型涉及超大质量中子星的坍缩，产生黑洞和吸积盘。我们研究这种情况下的各种状态方程都通过基于平衡模型的角动量的考虑，并通过完全动态的数值相对论模拟。我们获得了更广泛的磁盘形成配置比以前的研究，但我们同意后者，这些配置都不可能产生的现象，将被归类为sGRB。
2018-08-10 astro-ph.HE gr-qc
A General-relativistic Determination of the Threshold Mass to Prompt Collapse in Binary Neutron Star Mergers
我们研究了两颗中子星合并产生的残余物的寿命，并重新确定了瞬发坍缩的阈值质量$M_{\rm th}$。使用一个完全广义相对论的数值方法和一个新的方法严格确定的$M_{\rm th}$，我们表明，一个非线性的普遍关系之间存在的阈值质量和最大的紧凑性。对于这里考虑的温度依赖的状态方程，我们的研究结果改善了最近发现的类似的线性关系的方法，不太准确，但产生定量相似的结果。此外，利用GW 170817的信息，我们使用普适关系来设定任何质量的恒星半径的下限。
2019-03-03 astro-ph.HE gr-qc
Symmetry restoration in the vicinity of neutron stars with a nonminimal coupling
提出了一种新的标量化中子星模型，该模型由自相互作用标量场$ϕ$与形式为$F(ϕ)R$的Ricci标量场$R$非最小耦合实现.标量场具有自相互作用势，并且位于远离源的真空期望值$ϕ_v$。在NS内部，正的非最小耦合超过负的质量平方的潜在优势导致对称性恢复与中心场值$ϕ_c$接近$0$。这使得存在的标量NS解决方案连接$ϕ_v$与$ϕ_c$的差异是显着的，而该领域是位于附近的$ϕ=ϕ_v$弱引力星。NS的Arnowitt-Deser-Misner质量和半径以及NS表面周围的引力可以从标量头发中获得相当大的修正，同时满足太阳系中的局部引力约束。与最初的情况下，自发标量化诱导的负非最小耦合，宇宙学解的灾难性不稳定性可以避免。我们还研究了从暴胀时代到今天的宇宙动力学，并表明标量场$ϕ$最终接近渐近值$ϕ_v$，而不会破坏一个成功的宇宙学演化。在$ϕ$开始围绕势最小值振荡后，同一场也可以成为冷暗物质的来源。
2023-03-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Black-hole formation in binary neutron star mergers: The impact of spin on the prompt-collapse scenario
本文通过84次数值相对论模拟，揭示恒星自转如何影响双中子星并合在瞬时坍缩阈值附近的遗迹寿命、碎屑盘质量及黑洞形成机制。
2024-03-01 astro-ph.HE gr-qc
Iron Line from Neutron Star Accretion Disks in Scalar Tensor Theories
6.4keV的Fe K_α荧光线是研究吸积致密天体附近时空度规的有力探针。我们在这里研究了一些替代的引力理论，即标量张量理论，它调用了一个非最小耦合标量场的存在，并预测强标量中子星的存在，相对于广义相对论改变预期的线形。考虑到从广义相对论轨道动力学的吸积盘，Fe线的起源，并在中子星周围的光传播的变化的偏差，我们计算了线的形状为各种倾角的磁盘相对于观察者。我们发现，无论是低能量的尾巴的强度和高能量的边缘线的位置发生变化。此外，我们还证实，即使这些变化一般只有百分之几的数量级，它们也有可能被下一代X射线卫星观测到。
2020-04-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
GRMHD simulations of prompt-collapse neutron star mergers: the absence of jets
吸合中子星不仅是重要的引力波源，也是符合电磁波的候选者。这些系统被认为是短伽马射线暴（sGRB）的前身。我们以前已经表明，双中子星合并，经历{ \it延迟}坍缩到一个黑洞周围的{ \it weighty}磁化吸积盘可以驱动磁动力射流。我们现在进行磁流体动力学模拟的双中子星合并，经历{ \it提示}崩溃，探讨喷流形成的可能性，从黑洞-{ \it轻}吸积盘残余。我们发现，在$t-t_{\rm BH}\sim 26(M_{\rm NS}/1.8M_\odot)$ ms [ $M_{\rm NS}$是ADM质量]之后，黑洞迅速形成，没有证据表明质量外流或磁场准直。合并后黑洞的快速形成阻止了磁能接近磁极上方的无力值，这是通常的Blandford-Znajek机制发射喷流所必需的。与sGRB重合的引力波的探测可能会对核物质状态方程（EOS）提供限制：NSNS合并的命运-延迟或即时崩溃，因此sGRB的出现或不出现-取决于双星总质量的临界值，而这个值对EOS很敏感。
2017-11-02 astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Simulations of Accretion Induced Collapse of Neutron Stars to Black Holes
天体物理宇宙中的中子星（NS）通常被吸积盘包围。物质在NS上的吸积可能会使其质量增加到其状态方程所允许的最大值以上，导致其坍缩为黑洞（BH）。在这里，我们第一次研究这个过程，在三维空间，并在充分的广义相对论。通过考虑三个初始NS配置，每一个周围的磁盘（质量约7% M_{NS}），我们调查的吸积盘的影响的动力学的崩溃和它的印记上的引力波（GW）和电磁（EM）的信号，可以由这些来源。我们特别表明，即使GW信号是类似的吸积诱导的崩溃（AIC）和NS在真空中的崩溃（和检测只有银河系源），EM对应物可以让我们区分这两种类型的事件。事实上，我们的模拟表明，虽然NS在真空中的崩溃没有留下明显的重子物质的事件视界外，AIC是由一个阶段的快速吸积幸存的磁盘到新形成的BH。坍缩后的吸积速率约为~10^{-2} M_{sun} s^{-1}，使这些事件成为短伽马射线暴的诱人候选者。
2012-09-21 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the equation of state in modified gravity via universal relations
现代多信使天文观测和重离子实验为致密天体的结构提供了新的见解。然而，当涉及到核饱和密度以上的超密度物质时，例如在中子星中发现的超密度物质，仍然存在许多模糊性。本工作探索了静态中子星在最大质点处的物理参数之间的状态方程（EOS）独立的普遍关系，该关系先前已被证明用于广义相对论（GR），并用于在GR框架内约束EOS候选者。我们探索了53种不同的状态方程候选者，并证明了这些关系在大质量标量张量理论中适用于标度化中子星，还探索了非重子状态方程的影响。我们进一步表明，关系的拟合参数是高度依赖于理论的参数。在这些关系的基础上，可以推导出对EOS的多个约束，事实证明，它们可以显着不同于GR的。这表明，即使在对EOS施加限制时，也必须考虑到修改后的重力效应。
2020-10-14 astro-ph.HE gr-qc
Collapse of differentially rotating neutron stars and cosmic censorship
我们提出了新的结果动力学和引力波辐射的崩溃的差异旋转中子星。我们已经考虑了许多具有不同无量纲角动量J/M^2值的多变恒星模型，其中J和M分别是恒星的渐近角动量和质量。对于J/M^2<1的中子星，“亚克尔”模型，我们能够找到模型，是动态不稳定的，并迅速崩溃到一个旋转的黑洞。坍缩的动力学和随之产生的引力波发射都类似于均匀旋转的恒星，尽管引力波发射的效率总体上有所下降。对于J/M^2>1的恒星模型，即另一方面，我们无法找到动态不稳定的模型，并且发现所有计算的超克尔模型都远离稳定阈值。对于这些模型，只有在非常严重的人为减压之后，才可能发生引力坍缩，然后导致环面发展非轴对称不稳定性，并最终收缩为稳定的轴对称恒星构型。虽然这并不排除裸奇点可以由差动旋转恒星的坍缩产生的可能性，但它也表明宇宙审查没有被违反，并且超克尔祖先的一般条件不会导致裸奇点。
2011-07-07 astro-ph.HE gr-qc
Monster Shocks, Gamma-Ray Bursts, and Black Hole Quasi-normal Modes from Neutron-star Collapse
本研究通过首个坍缩磁陀星磁层磁流体动力学模拟，提出一种非准直延迟伽马射线暴新机制，发现坍缩激发的外向流会受新生黑洞铃振调制，印刻千赫兹准正态模，为并合引力波提供高能对应体。
2024-10-09 astro-ph.HE gr-qc
Probing the incompressibility of nuclear matter at ultra-high density through the prompt collapse of asymmetric neutron star binaries
利用250个中子星并合的微观物理模拟，我们首次探讨了核不可压缩性在不同质量比双星瞬发坍缩阈值中的作用。我们表明，即时崩溃阈值的观测，无论是从二进制与两个不同的质量比或与一个质量比，但结合知识的最大中子星质量或紧凑性，将限制在最大中子星密度，$K_{\rm max}$，在百分之几十的不可压缩性。这种用其他方法无法得到的对$K_{\rm max}$的测量可能揭示出中子星内部超子或夸克的存在。
2022-05-17 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Projected Constraints on Scalarization with Gravitational Waves from Neutron Star Binaries
某些标量-张量理论具有赋予恒星标量头发的性质，来源于恒星自身的紧密性（自发标量化），或者对于双星系统，来源于伴星的标量头发（诱导标量化）或轨道结合能（动力标量化）。双星系统中的标量化恒星呈现出不同于广义相对论的保守动力学，并且在度规微扰中也可以激发标量模式，带走偶极辐射。因此，双星轨道的收缩速度比广义相对论预测的要快，从而改变了轨道周期的衰减速度。尽管如此，标量-张量理论仍然可以通过现有的脉冲双星测试，因为观测到的脉冲双星可能不够紧凑，或者没有足够的轨道约束来激活标量化。因此，在致密双星吸气的最后阶段发射的引力波是标量化效应的理想探测器。对于先进的LIGO的标准投影灵敏度，我们在这里表明，如果中子星足够紧凑，进入探测器的灵敏度带已经标度化，然后引力波可以放置约束至少可比的二元双星。如果恒星在带内吸气时动态标量化，那么只要标量化在吸气中足够早地发生，大约低于50 Hz的轨道频率，限制仍然是可能的。在进行这些研究，我们得出一个易于计算的数据分析措施，一个综合的相位差之间的广义相对论和修改后的信号，直接映射到贝叶斯因子，以确定是否修改后的重力效应是可检测的。最后，我们发现，定制的模板是同样有效的模型无关，参数化后爱因斯坦波形在检测这种修改后的重力效应在现实的信噪比。
2014-11-28 gr-qc
