Astrophysical and theoretical physics implications from multimessenger neutron star observations
中子星内部成分探测器（NICER）最近测量了孤立的中子星PSR J 0030 +0451的质量和赤道半径。我们使用这些测量来推断转动惯量，四极矩，和一个孤立的中子星的表面偏心率的第一次，使用这些量之间的关系，是不敏感的未知状态方程的超核物质。我们还利用这些结果预测了双脉冲双星J 0737 -3039中中子星A的转动惯量，预计在未来十年内将通过射电观测直接测量该量。结合这些信息与LIGO/Virgo观测的潮汐勒夫数的测量，我们提出并实现了广义相对论的第一个理论不可知和状态方程不敏感的测试。专门这些限制到一个特定的修改后的理论，我们发现，与广义相对论的一致性的地方最严格的约束引力宇称违反迄今为止，超过所有其他先前报道的界限的7个数量级，并打开了道路，为未来的测试广义相对论与多信使中子星观测。
2021-05-05 astro-ph.HE gr-qc
Universal relations for innermost stable circular orbits around rapidly rotating neutron stars
本文研究了快速旋转中子星中试验粒子的最内层稳定圆轨道。基于12种不同的核物质状态方程（EOS），我们在数值上找到了两个近似EOS不敏感的普适关系，它们将ISCO的半径和轨道频率与旋转中子星的自旋频率$f$和质量$M$联系起来.对于大范围的$Mf$，该关系对约2%水平的EOS不敏感。我们还发现，在$Mf=5000 M_\odot {\rm Hz}$范围内，ISCO半径的普适关系与Kerr黑洞的对应关系在6%以内是一致的.我们的关系可以应用到吸积中子星的低质量X射线双星。利用系统4U 0614+09的自旋频率$f=414$ Hz和在1220 Hz处观测到的最高千赫兹准周期振荡（kHz QPO），我们确定中子星的质量为$2.0 M_\odot$ .我们的结论只做了一个最小的假设，即最高kHz QPO频率是ISCO频率，绕过了文献中通常要求的慢旋转假设和与无量纲自旋参数相关的不确定性。
2018-07-17 astro-ph.HE gr-qc
Effects of Differential Rotation on the Maximum Mass of Neutron Stars
双中子星的合并很可能导致差异旋转的残余物。本文在广义相对论中数值构造了差速旋转中子星的模型，并确定了它们的最大允许质量。我们采用多方状态方程和列表的最大允许质量作为微分旋转和状态方程的刚度的函数的恒星建模。我们还提供了一个粗糙的参数，产生一个定性的估计刚度和微分旋转的最大允许质量的影响。
2002-10-03 astro-ph gr-qc
I-Love-$\langle c_s^2 \rangle$: Approximately universal relations for the average neutron star stiffness
本文将中子星中心压强与能量密度之比重新解释为内部平均声速平方⟨c_s^2⟩，并利用后闵可夫斯基展开揭示了其与致密度、转动惯量和潮汐形变率之间准普适关系的物理起源。
2024-07-08 gr-qc
Estimating the maximum gravitational mass of nonrotating neutron stars from the GW170817/GRB 170817A/AT2017gfo observation
假设在双NS（DNS）合并中形成的大质量中子星（NS）的差异旋转已经被磁制动有效地终止，并且随后建立了均匀旋转（即，本文利用状态方程不敏感的关系，解析地导出了DNS合并中形成超大质量NS（SMNS）的临界总引力质量（$M_{\rm tot,c}$）的近似表达式。非旋转NS的最大引力质量（$M_{\rm TOV}$）和残余物的无量纲角动量（$j$）在修正$M_{\rm tot,c}$中起主导作用，而合并前NS的半径和质量差则不起主导作用。到目前为止，GW 170817/GRB 170817 A/AT 2017 gfo观测提供了定量评估$M_{\rm TOV}$的最佳机会。假设GRB 170817 A的中心引擎是一个在SMNS坍缩过程中迅速形成的黑洞，我们得到了$M_{\rm TOV}=2.13^{+0.09}_{-0.08}M_\odot$（68.3%的可信区间，包括EoS不敏感关系的不确定性），这与当前NS质量测量的约束条件是一致的。
2020-03-30 astro-ph.HE gr-qc
Inferring the neutron star equation of state from binary inspiral waveforms
核密度以上的中子星物质的性质还不清楚。双中子星在螺旋和合并的后期阶段发射的引力波包含中子星状态方程的印记。测量偏离后期螺旋波形的点粒子极限允许通过引力波观测来测量状态方程的性质。这和一个同伴的谈话，由J。里德报告了一个数值波形的比较，从模拟的螺旋中子星双星，计算状态方程与不同的刚度。我们计算的信号强度的波形之间的差异，为各种委托和拟议的干涉引力波探测器，并表明，在1 kHz左右的频率观测将能够测量的紧凑性参数和约束可能的中子星状态方程。
2010-08-11 astro-ph.HE gr-qc
Role of dense matter in tidal deformations of inspiralling neutron stars and in gravitational waveform with unified equations of state
本文进一步研究了致密物质性质在冷非吸积中子星潮汐形变中的作用。本文用M-M统一状态方程组计算了重电Love数$k_\ell$和重磁Love数$j_\ell$ ~ $\ell=5$。它们的相对重要性和它们的灵敏度的对称性能量和中子物质的刚度进行了数值评估。本文还讨论了它们对双星中子星吸气辐射引力波信号相位的影响。
2021-02-03 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Impact of updated Multipole Love numbers and f-Love Universal Relations in the context of Binary Neutron Stars
中子星（NS）状态方程（EoS）不敏感关系或包含中子星体性质的普适关系（UR）在引力波天文学中起着至关重要的作用。考虑到广泛的状态方程起源于（i）唯象相对论平均场模型，（ii）现实EoS模型的基础上不同的物理动机，（iii）多变EoS描述的谱分解方法，我们更新的EoS不敏感的关系，涉及NS潮汐变形（多极洛夫关系）和UR之间的f-模式频率和潮汐变形（f-Love关系）。利用更新的普适关系的频域TaylorF 2波形模型分析了双星中子星（BNS）事件GW 170817，发现八极电潮参数和四极磁潮参数的附加贡献以及多极Love关系的变化对推断的NS性质没有显著影响。然而，添加f模式动力学相位使$\tildeΛ$上的90%上限降低了16-20%，并且使NS半径的上限降低了$\sim$ 500 m。在这项工作中开发的组合UR（多极Love和f-Love）预测$\tildeΛ$的中位数（也是更高的90%上限）高出6%，并且与文献中先前使用的UR相比，还预测GW 170817的二元组分的半径高出200- 300 m。我们进一步在$\rm A+$探测器配置以及第三代（3G）爱因斯坦望远镜上对不同EOS的模拟事件进行了注入和恢复研究。与文献一致，我们发现，忽略f-模式动力潮汐可以显着偏置推断的NS属性，特别是对于低质量NS。然而，我们也发现，工发组织代表的影响在统计误差范围内。
2023-01-17 astro-ph.HE gr-qc
Neutron star equation of state via gravitational wave observations
引力波观测可以通过测量中子星双星螺旋晚期产生的引力波对点粒子极限的偏离来测量中子星状态方程的性质。比较了用变刚度状态方程计算的吸气中子星双星的数值模拟结果。当恒星接近它们最后的俯冲和合并时，如果中子星更紧凑，引力波阶段积累得更快。这表明，频率在1 kHz左右的引力波观测将能够测量一个紧凑性参数，并对可能的中子星状态方程设定严格的界限。先进的激光干涉引力波观测站将能够调整其频带，以优化所需频率范围内的灵敏度，从而对合并的后期螺旋阶段进行灵敏的测量。
2011-10-18 astro-ph.HE gr-qc
Neutron stars in degenerate higher-order scalar-tensor theories
我们在简并高阶标量张量（DHOST）理论的一个简单的移位对称子族中研究中子星的组态，该子族偏离广义相对论（GR）的性质由一个参数表征.在这些修正引力理论中，我们用几个实际的中子星物质状态方程计算了中子星的径向轮廓。我们发现中子星的质量和半径明显大于它们的GR对应物。然后，我们考虑缓慢旋转的解决方案，并确定之间的关系的无量纲转动惯量和紧凑性，关系的属性几乎是不敏感的状态方程。
2022-07-27 gr-qc
Probing Crust Meltdown in Inspiraling Binary Neutron Stars
由于最近对潮汐形变和半径的测量，中子星的核物质状态方程和结构现在得到了更好的理解。在这里，我们表明，通过共振潮汐激发在一个双inspiral，中子地壳一般经历弹性到塑性的转变，这导致地壳加热，并最终熔化。这一过程可能导致引力波形中的$\sim \mathcal{O}(0.1)$相移。探测地壳熔化的时间和引起的相移将揭示地壳结构，如核壳过渡密度，以前的测量是不敏感的。使用GW 170817数据的直接搜索没有发现该信号，可能是由于有限的信噪比。我们预测这样的信号可能会被先进的LIGO Plus观测到，更有可能被第三代引力波探测器（如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器）观测到。
2020-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Numerical relativity simulations of prompt collapse mergers: threshold mass and phenomenological constraints on neutron star properties after GW170817
我们使用一组新的227个数值相对论模拟确定了等质量中子星（NS）合并中黑洞形成的阈值质量。我们考虑了23个唯象的和微物理的有限温度状态方程，包括超子模型和一阶相变到退禁闭夸克的模型。我们确认的阈值质量，在阈值（$Λ_{th}$）的二进制潮汐参数，非旋转NS的最大质量和参考质量NS的半径之间的EOS不敏感的关系的存在。我们纠正了系统误差，在以前报道的拟合系数，获得近似广义相对论模拟。我们结合的EOS不敏感的关系，对NS属性和观测数据的现象学约束GW 170817推导出一个改进的下限的最大质量和1.6 M $_\odot$ NS的半径分别为9.81公里和10.90公里。我们还限制半径和四极潮汐变形（$Λ$）的1.4 $M_\odot$ NS大于10.74公里和172，分别。我们考虑所有独立参数的不确定性-拟合系数以及GW 170817群众，同时报告半径的限制范围。我们介绍了新的方法来约束NS的最大质量的上限和下限，使用未来的BNS检测和识别为即时或延迟崩溃。随着未来的观测，将有可能使用本工作中提出的方法来推导出对处于和高于核密度的物质性质的更严格的约束。
2022-04-08 astro-ph.HE gr-qc
Black hole-neutron star mergers using a survey of finite-temperature equations of state
每一个来自黑洞-中子星合并的潜在信号都应该包含一个中子星状态方程的印记：引力波通过它对潮汐扰动的影响，千诺瓦通过它对喷出物的影响，伽马射线暴通过它对残余盘的影响。这些影响进行了研究，通过数值模拟和量化的半解析公式。然而，这些公式所基于的大多数模拟都使用状态方程，而没有有限的温度和成分依赖的核物理。在本文中，我们模拟黑洞-中子星合并的变化都中子星质量和状态方程，使用三个有限温度核模型的变化刚度。我们的模拟在很大程度上证明了喷出物性质的公式是正确的，但没有发现预期的磁盘质量对中子星压缩的依赖性。我们跟踪早期的吸积盘的演变，主要是由冲击和回落流入驱动，并发现显着的状态方程的影响，这个早期的中微子亮盘的结构。
2018-04-25 astro-ph.HE gr-qc
Neutron Star instabilities in full General Relativity using a $Γ=2.75$ ideal fluid
我们提出的结果，使用一个更严格的状态方程，即理想流体$Γ=2.75$的，在全广义相对论中子星的快速旋转多方模型的动力学棒模不稳定性的效果。我们确定的变化的临界值的不稳定性参数$β$的不稳定性的出现时，绝热指数$Γ$从2改变到2.75，以模仿一个现实的状态方程的行为。特别是，我们表明，酒吧模式的不稳定性的发病阈值降低了这种变化的刚度，并给出一个精确的量化的临界参数$β_c$的值的变化。我们还扩展了分析，以较低的值的$β$，并表明，低β剪切不稳定性也存在于一个简单的多方状态方程所描述的物质的情况下。
2014-06-15 astro-ph.HE gr-qc
The spin parameter of uniformly rotating compact stars
本文在广义相对论中研究了匀速转动中子星和夸克星的无量纲自旋参数$j (= c J/ (G M^2))$。我们数值计算表明，在开普勒频率旋转的中子星的自旋参数的最大值是$j_{\rm max} \sim 0.7$的广泛的一类现实的状态方程。如果中子星的质量大于约$1 M_\odot$，这个上限对中子星的质量不敏感。另一方面，由MIT袋模型模拟的夸克星的自旋参数可以大于1，并且没有一个普遍的上限。它的值也很大程度上取决于袋常数和恒星的质量。我们的发现的天体物理学意义将被讨论。
2011-01-21 astro-ph.HE gr-qc
kiloHertz gravitational waves from binary neutron star remnants: time-domain model and constraints on extreme matter
中子星合并的残余恒星是预期的千赫兹引力波的响亮来源，它传达了极端密度下热物质状态方程的独特信息。对这种信号的观测受到地面干涉仪的光子散粒噪声的阻碍，并对引力波天文学提出了挑战。我们开发了一个分析的时域波形模型的合并后的信号告知数值相对论模拟。该模型完成了有效的单体波形准圆形nonspinning二进制在千赫制度。我们表明，基于模板的分析可以检测合并后的信号，最小的信噪比（SNR）为8，对应于GW 170817的第三代干涉仪的类似事件。使用贝叶斯模型选择和完整的inspiral-merge-postmerge波形模型，可以推断合并的结果是否是一个迅速崩溃的黑洞或残留的恒星。在后一种情况下，最大质量（最紧凑）的非旋转中子星的半径可以精确到千米。我们证明了利用数值相对论模拟推导出的准普适关系推断极端密度下状态方程刚度的可行性。
2020-01-20 astro-ph.HE gr-qc
Neutron Stars Harboring a Primordial Black Hole: Maximum Survival Time
我们在广义相对论中探讨中子星的生存时间，在它们的中心有一个内寄生的，可能是原始的黑洞。对应于最小稳态邦迪吸积率绝热流，我们发现较早的刚性核状态方程（EOSs），我们推导出解析的最大生存时间后，整个恒星将被消耗的黑洞。我们还表明，这个最大的生存时间只依赖于弱与$Γ\geq 5/3$的多变EOSs的刚度，使这个生存时间假设一个几乎普遍的值，仅取决于初始黑洞质量。建立这样一个值对于限制质量范围为$10^{-16} M_\odot \lesssim M \lesssim 10^{-10} M_\odot$的原始黑洞对宇宙暗物质含量的贡献是很重要的。
2021-04-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational-Wave Constraints on Neutron-Star Pressure Anisotropy via Universal Relations
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Montana State University（蒙大拿州立大学）
本文利用引力波观测约束中子星压力各向异性，通过通用关系在统计框架下分析GW170817数据及模拟数据，发现各向异性参数可被约束到数量级为1，且未来探测器灵敏度下约束范围相近。
2026-02-16 astro-ph.HE gr-qc
Universal Relations for rapidly rotating neutron stars using supervised machine-learning techniques
本文利用监督机器学习方法建立快速旋转中子星的普适关系，提出发现和验证此类关系的新途径，并基于满足多信使约束的多种物态方程系综验证其可用于约束核物质物态方程。
2023-03-07 astro-ph.HE gr-qc
Binary neutron star mergers as a probe of quark-hadron crossover equations of state
本研究首次模拟采用夸克-强子交叉状态方程的双中子星并合，发现其引力波频率呈双重特征，为探测高密度夸克物质提供关键证据。
2022-11-22 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Neutron Stars in Scalar-Tensor Theories: Analytic Scalar Charges and Universal Relations
中子星具有大的致密性和强的引力场，是研究广义相对论的理想天体物理源。例如，双星脉冲星和引力波的观测已经对某些标量-张量理论提出了严格的限制，在这些理论中，无质量的标量场通过物质与度规耦合。在这种标量张量理论中，中子星的一个显著现象是自发标量化，即即使物质-标量耦合在远离中子星的地方渐近消失，归一化标量电荷仍保持为单位阶数。虽然大多数中子星标量化的工作集中在数值分析，本文的目的是获得准确的标量电荷解析。为了实现这一点，我们考虑一个简单的能量密度分布的托尔曼七型和工作在弱场展开。我们解决了修改后的Tolman-Oppenheimer-Escheroff方程的顺序顺序，并应用Padé重算来考虑高阶效应。我们发现，我们的解析标量电荷在恒星的紧凑性漂亮的模型计算。我们还发现了一个准普遍的标量电荷和恒星的结合能之间的关系是不敏感的基本状态方程。托尔曼七世星和常密度星的标量电荷解析比较在数学上支持这种准普适关系。这里发现的分析结果提供了物理动机，即用型标量电荷的精确表达式。
2021-07-07 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from nonspinning black hole-neutron star binaries: dependence on equations of state
本文报道了一个黑洞-中子星双星系统的数值相对论模拟结果。我们特别关注的引力波形在合并阶段的EOSs的依赖。初始条件是在移动穿刺框架下计算的，假设黑洞是非旋转的，中子星具有无旋速度场。对于二进制的小质量比（例如，MBH/MNS = 2，其中MBH和MNS分别是黑洞和中子星的质量），中子星在被黑洞吞噬之前被潮汐破坏，而与EOS无关。特别是对于不太致密的中子星，潮汐破裂发生在更远的轨道上。潮汐扰动反映在引力波谱的截止频率上，超过该截止频率，谱振幅呈指数下降。发现引力波谱的截止频率与中子星的致密性之间存在明显的关系。这种关系也弱依赖于中子星核区的状态方程的刚度，这表明引力波形不仅反映了致密性，而且还反映了高密度状态方程。合并后形成的盘的质量显示出与EOS类似的相关性，而残留的黑洞的自旋主要取决于双星的质量比，只有微弱的EOS。分析了残余盘的性质。
2011-08-05 astro-ph.HE gr-qc
The imprint of the equation of state on the axial w-modes of oscillating neutron stars
讨论了非旋转中子星轴向准简正模的脉动频率对描述恒星内部的状态方程的依赖性。采用连分式方法计算了一组基于不同物理假设和跨越很宽刚度范围的状态方程的复频率。数值计算结果表明，轴向引力波的检测将允许区分不同的状态方程的模型之间，从而提供有关的信息，中子星物质的结构和强子相互作用的性质。
1999-01-13 gr-qc nucl-th
Prompt Black Hole Formation in Binary Neutron Star Mergers
本文通过超过80次广义相对论模拟分析了双中子星合并的瞬塌行为，发现临界质量与状态方程刚度相关并遵循准普适关系，同时指出该临界质量对电磁辐射施加了严格上限。
2024-02-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Quadrupole moments of rotating neutron stars
本文用Stergioulas编写的RNS程序，建立了四个状态方程的旋转中子星的数值模型。对于五个选定的恒星引力质量值（在1.0和1.8太阳质量之间）和每个状态方程，恒星的角动量从J=0变化到开普勒极限J= J_{max}。对于每个中子星配置，我们计算Q，质量分布的四极矩。我们表明，对于给定的值的M和J，|Q|的状态方程的刚度增加。对于固定的质量和状态方程，对J的依赖性可以用一个简单的二次拟合Q \simeq -aJ ^2/M c ^2很好地再现，其中c是光速，a是依赖于质量和状态方程的阶数单位的参数。
1998-03-06 gr-qc
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
Gravitational wave asteroseismology of neutron and strange stars in $R^2$ gravity
研究了中子星和奇异星在$R^2$引力场中的振荡。更精确的非径向$f$模式进行了检查和与纯广义相对论的差异进行了研究。利用这些结果，我们建立了几个引力波的星震学关系。我们的目标是确定这些关系在多大程度上是状态方程独立的，以及它们是否偏离广义相对论足够大，以产生可观察的效应。结果表明，由$R^2$引力引起的差异可达10%，在近期内将难以观测到。另一方面，某些星震学关系式的微小偏差表明它们不仅与状态方程无关，而且对引力理论也相当不敏感。这就是为什么求解逆问题可以给我们相当可靠的中子星参数估计。
2015-03-16 gr-qc
The slope, the hill, the drop, and the swoosh: Learning about the nuclear matter equation of state from the binary Love relations
将中子星的天体物理观测与核物质性质联系起来的分析有时依赖于状态方程不敏感关系。我们表明，斜率的二元洛夫关系（即~在双星中子星的潮汐形变之间）对低于三倍核饱和密度的核物质声速的变化率进行编码。由于第二个（质量半径）稳定分支，双星导致关系呈现出签名“山”，“下降”和“嗖”的一声，需要对双星爱情关系进行新的描述。
2021-11-17 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Numerical evolutions of nonlinear r-modes in neutron stars
采用全三维流体动力学数值模拟方法研究了中子星r模引力辐射驱动不稳定性的非线性演化。r-模式不稳定性的增长被发现是有限的冲击和破碎波的形成时，模式的无量纲振幅增长到约3的值。数值试验表明，这种最大模幅值对GR驱动力的强度相当不敏感。上限可能的非线性模式-模式耦合的强度推断。以前未公布的细节所使用的数值技术，并讨论了许多校准运行的结果。
2002-02-26 astro-ph gr-qc
Semi-analytic derivation of the threshold mass for prompt collapse in binary neutron star mergers
在最大质量非旋转中子星模型中，经验发现双中子星合并的瞬时坍缩阈值质量依赖于恒星性质。在这里，我们提出了一个半解析推导这个经验关系，这表明它是相当不敏感的热效应，偏离轴对称和合并残余物的确切的旋转定律。我们利用轴对称，冷平衡模型与差分旋转和确定的阈值质量崩溃的经验关系，描述了在残余物中的角动量为一个给定的总二进制质量和序列的旋转平衡模型在阈值崩溃（后者假设是附近的转折点的固定角动量序列）之间的比较。尽管有各种简化假设，但快速崩溃的经验关系式仍能以很好的精度再现，这表明了它的鲁棒性。我们讨论了我们的方法和结果的影响，了解其他经验的中子星合并残留物，已被发现的数值模拟和发挥关键作用，通过引力波观测约束的高密度状态方程所满足的关系。
2017-08-03 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
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
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
Impact of the nuclear symmetry energy on the post-merger phase of a binary neutron star coalescence
核对称能在决定致密、富含中子物质的状态方程中起着关键作用，而这种状态方程决定着地球上核物质以及天体物理学上的中子星的性质。PREX合作组最近对中子皮厚度的测量对核对称能L的斜率产生了新的限制，这可以直接与第一颗双星中子星合并螺旋GW170817的引力波观测结果进行比较。在本文中，我们探索了一种可能限制斜率L的新机制，核对称能量与未来引力波事件：合并后阶段一个双中子星合并。特别是，我们超越的inspiral阶段，在那里的斜率参数L的印记可以推断从测量的潮汐变形性，考虑印记合并后的动力学，引力波发射，和动态质量喷射。为此，我们在完全广义相对论中使用新的有限温度状态方程，系统地改变L，进行了一组目标中子星合并模拟。我们发现，合并后的动力学和引力波发射对核对称能的斜率几乎不敏感。相比之下，我们发现，动态质量喷射包含一个弱的L的印记，与大的L值导致系统增强喷出物。
2021-07-14 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Asteroseismology of rapidly rotating neutron stars - an alternative approach
本文研究了快速旋转中子星f模的引力波星震学关系。采用了一种与以往研究不同的方法--首先，用转动惯量代替恒星半径，其次，振荡频率和阻尼时间的归一化是不同的。结果表明，在非旋转的情况下，这可能会导致一个更强的状态方程的独立性和我们的目标是推广的静态关系的快速旋转的情况下和值的球形模式数$l\ge2$。我们采用现实的状态方程，涵盖了非常大的范围内的刚度，以更好地检查的关系的普遍性。最后，我们探讨了反问题，即由观测到的引力频率和阻尼时间反演出中子星的参数。事实证明，通过这组新的关系，我们可以使用三个频率以非常好的精度解决逆问题，这在以前的研究中是不可能的，其中还需要阻尼时间。星震学的关系也是特别好的大规模快速旋转的模型，受到长期不稳定性。
2015-07-23 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Sensitivity of Neutron Star Observations to Three-nucleon Forces
中子星的天体物理观测已被广泛用于推断核物质状态方程的性质。然而，电磁波和引力波（GW）设施提供的数据除了是关于致密物质平均性质的信息来源外，还首次达到了约束致密物质核动力学所需的精度。在这项工作中，我们评估了当前和未来的中子星观测的灵敏度，以直接推断三核子排斥力的强度，这是确定状态方程刚度的关键。使用贝叶斯方法，我们专注于可以从第二代和第三代引力波干涉仪观测到的二进制中子星合并三体相互作用的约束。我们考虑单个和多个观测。对于设计灵敏度的当前探测器，分析表明，只有低质量系统，具有大的信噪比（SNR），允许可靠地约束三体力。然而，我们的研究结果表明，使用第三代干涉仪（如爱因斯坦望远镜或宇宙探测器）进行的单次观测将以极高的精度限制排斥性三体势的强度，从而将第三代GW探测器转变为研究核子动力学的新实验室。
2022-09-23 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
BPS Skyrme neutron stars in generalized gravity
研究了BPS Skyrme模型描述的核物质与广义引力的耦合。具体地说，我们考虑的Starobinsky模型，它提供了领先的顺序修正的Einstein-Hilbert作用。静态解决方案描述中子星被发现为全场论和平均场近似。在中子星的数值计算中，我们总是采用非微扰方法考虑完整的Starobinsky模型。我们的许多结果类似于以前的研究中子星的Starobinsky模型使用其他模型的核物质，但也有一些令人惊讶的差异。与表面红移相关的“牛顿质量”，例如，结果大于ADM质量在我们的模型中，与其他调查。这种差异与BPS Skyrme模型所描述的核物质的特别高的刚度有关，并提供了一种有趣的可能性来区分广义重力中的核物质的不同模型。
2020-08-19 gr-qc hep-th nucl-th
Investigating the role of nuclear parameters on oscillation modes in hot Neutron Stars
该研究在广义相对论框架下系统探究核参数与热效应对热中子星性质及振荡模式的影响，明确有效核子质量的核心调控作用，验证相关普适关系对核饱和性质不敏感的结论。
2025-01-15 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
I-Love-Q in Einstein-aether Theory
本研究在爱因斯坦-以太理论中推导中子星的I-Love-Q关系，发现其对未约束参数$c_ω$不敏感且接近广义相对论结果，表明该关系虽保持普适性但无法用于约束该理论。
2023-06-20 gr-qc
Static Neutron Stars Perspective of Quadratic and Induced Inflationary Attractor Scalar-tensor Theories
本研究主要从静态中子星的角度研究两类宇宙学暴胀吸引子理论，即诱导暴胀吸引子和二次暴胀吸引子。这两种宇宙学模型在宇宙学上是可以区分的，因为其中一种模型不能提供一个可行的暴胀现象，因此本文研究了这两种理论对静态中子星的预言，主要关注中子星的质量和半径。我们的目的是证明，虽然模型有不同的暴胀现象，中子星的唯象预测的两个模型是非常相似的。我们使用一种强有力的双打靶数值技术在Einstein坐标系下数值求解Tolman-Oppenheimer-Escheroff方程，在导出三种多方状态方程的质量-半径图后，我们导出了Jordan坐标系的质量和半径.关于状态方程，我们使用多方状态方程，其中小密度部分是WFF 1、APR或中间刚度状态方程SLy。我们模型的结果将面临最近发展起来的对特定质量中子星半径的严格限制。正如我们所示，唯一的状态方程，它提供的结果兼容的约束是SLy，二次和诱导通货膨胀吸引子。因此，如今，中子星的标量张量描述由于越来越多的约束观测而受到严格审查，这最终也可能限制暴胀理论。
2023-03-11 gr-qc
Measuring the neutron star equation of state from EMRIs in dark matter environments with LISA
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
LISA观测可利用EMRIs在暗物质环境中的信号区分中子星与黑洞及不同中子星方程 of state。
2026-09-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Study of Neutron Star Properties under the Two-Flavor Quark NJL Model
School of Physics, Faculty of Basic Sciences, University of Shanghai for Science and Technology（上海理工大学理学院物理系）
本文基于双味NJL模型和密度依赖的DDME2模型，研究中子星物质方程状态，探讨夸克-强子混合星的相变，并通过五次多项式插值构建平滑的相变交叉点，以解决脉冲星质量与潮汐变形性约束之间的矛盾。
2026-04-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Observational constraints on hyperons in neutron stars
中子星可能含有大量超子的可能性对中子星冷却有着重要的意义，并且通过体粘滞性，吸积中子星的r模作为持久引力波源的可行性。结合超核的实验室测量，Glendenning和Moszkowski [Phys. Rev. Lett. 67，2414（1991）]在相对论平均场论的框架内约束超声波状态方程的性质。我们重新审视这个问题，结合最近的测量高中子星质量和引力红移。我们发现，只有在文献中常用的相对论性超子状态方程的最刚性是兼容的红移。然而，有可能在相同的框架内构建更严格的状态方程，在满足超核实验约束的同时产生观测到的红移，我们这样做了。对红移影响最大的刚度参数不是不可压缩性，而是超子耦合。基于非相对论势的超子状态方程不受红移的限制，主要是因为恒星半径较小。
2006-02-15 astro-ph gr-qc
Implications of the mass $M=2.17^{+0.11}_{-0.10}$M$_\odot$ of PSR~J0740+6620 on the Equation of State of Super-Dense Neutron-Rich Nuclear Matter
我们研究了最近报告的PSR~ J 0740 +6620的质量$M=2.17^{+0.11}_{-0.10}$ M $_\odot$对超致密丰中子核物质状态方程（EOS）的影响，并考虑到基于PSR~ J 0348 +0432的质量$M=2.01\pm 0.04$ M $_\odot$、GW 170817的最大潮汐变形性以及各种陆地核实验室实验的早期结果。测量超致密同位旋对称核物质刚度的偏度$J_0$的下限从约-220 MeV提高到-150 MeV，显著降低了其当前的不确定性范围。高密度对称能的下限也明显增加，导致在$β$ -平衡下中子星中的最小质子分数从约0上升到约5\%，约为核物质饱和密度的三倍。一些最广泛使用的和以前测试良好的模型EOS的困难，同时预测最大质量高于2.17 M $_\odot$和压力一致，从GW 170817提取一些有趣的新的挑战，核理论。
2019-05-25 astro-ph.HE gr-qc nucl-ex
Hyperon softening of the EOS of dense matter and the spin evolution of isolated neutron stars
研究了稠密物质状态方程的超子软化对孤立中子星自旋演化的影响。我们使用一个多域2-D代码的基础上的谱方法，并显示如何重要的精度求解静止运动方程的稳定性分析。对于某些恒星重子，超子软化导致角动量损失的自旋上升，表现为后弯现象，对于相当宽的恒星重子质量范围。我们表明，大段的演化轨迹表现出的惯性矩旋转频率平面的回弯行为，实际上是不稳定的，因此没有天体物理相关。我们还表明，在自旋角动量损失时期，一个孤立的中子星（例如，射电脉冲星）可以在不显著改变其自转周期的情况下损失相当大一部分初始角动量。我们还提出了简单的参数和标准，允许连接的质量半径关系和刚度和/或柔软性的核子和超子EOS的中子星核心的存在下，一个回弯时代。
2003-11-20 astro-ph gr-qc
Neutron Star Structure in the Presence of Nonminimally Coupled Scalar Fields
我们在标量张量理论中研究了$(1+κξϕ^{2})\cal R$形式的非最小耦合下中子星的结构。我们求解了两种不同类型的标量场势和三种不同的状态方程的流体静力平衡方程，代表不同程度的刚度。根据中子星质量的最大值和最近的引力波观测对半径的限制，我们得到了这些组态的质量-半径关系，并确定了$ξϕ^2$项在恒星中心和空间无穷远处的允许范围.因此，我们设法限制了该模型与广义相对论的偏差。我们检查可能的约束模型的参数，并比较所获得的限制与其他宇宙学探测器，给出了允许的范围内的耦合常数推断。在类希格斯势的情况下，我们还发现标量场的中心值不能任意选取，而是依赖于场的真空期望值。最后，我们讨论了标量场势对恒星质量和半径的影响，通过比较这里考虑的情况下得到的结果。
2019-04-01 astro-ph.CO gr-qc
