Strange Quark Stars and Spontaneous Scalarization
Shiraz University（设拉子大学）
本研究探讨奇异夸克物质物态方程对奇异夸克星自发标量化的影响，通过袋模型和标量-张量引力计算星体结构，为约束引力理论和冷夸克物质性质提供完整框架。
2026-09-24 astro-ph.HE nucl-th
Neutron star solutions with curvature induced scalarization in the extended Gauss-Bonnet scalar-tensor theories
本文研究了一类扩展标量张量Gauss-Bonnet（ESTGB）理论中的中子星模型，该模型的标量自由度仅在强曲率区存在。我们表明，在所考虑的ESTGB理论的框架下，存在新的中子星的解决方案，这是通过自发标量化的广义相对论中子星。与标准标量张量理论中由物质的存在引起的自发标量化相反，在我们的情况下，标量化是由时空曲率引起的。
2017-12-11 astro-ph.HE gr-qc
Spontaneous Scalarization as a New Core-Collapse Supernova Mechanism and its Multi-Messenger Signals
首次在标量-张量理论中进行多维核坍缩超新星模拟，发现特定模型中原中子星的反复自发标量化能引发坍缩与反弹产生冲击波，爆炸能量超10^51尔格，并探讨了中微子与引力波等多信使信号。
2023-05-15 astro-ph.HE gr-qc
General Framework for the Spontaneous Scalarization of Regular Black Holes
本文提出了一种常规黑洞自发标量化的通用框架，通过非最小耦合标量场和非线性电动力学，展示了标量化与无标量分支共存的可能性，并探讨了其观测印记。
2025-12-15 astro-ph.HE gr-qc
Spin-induced black hole spontaneous scalarization
我们研究了黑洞背景中的标量场，并表明，当标量场与曲率适当耦合时，快速旋转可以引起快子不稳定性。这种不稳定性，这是在线性化制度的自发标量化的标志，预计将被淬火的非线性和赋予黑洞与标量头发。因此，我们的结果表明，存在着广泛的理论，共享相同的静态黑洞解，在低自旋的广义相对论，但表现出黑洞头发在足够高的自旋（$a/M\gtrsim 0.5$）。这一结果对广义相对论的检验和黑洞的性质与引力和电磁观测具有明确的意义。
2020-11-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Highly compact neutron stars in scalar-tensor theories of gravity: Spontaneous scalarization versus gravitational collapse
引力的标量-张量理论是广义相对论的扩展，包括一个额外的、非最小耦合的标量自由度。这些理论中的一大类，虽然在弱场区与GR没有什么区别，但由于非微扰的强场效应（称为自发标量化），预测了中子星完全不同的现象。在标量场和物质场之间的有效线性耦合$β_0$足够负（即$β_0 \lesssim -4.35$）的理论中，这种效应是已知的，并且受到脉冲星定时观测的强烈约束。在测试场近似下，自发标量化表现为一种类似快子的不稳定性。最近，有人认为，在$β_0>0$理论中，一个类似的不稳定性将由足够紧凑的中子星服从现实的状态方程触发。在这项工作中，我们调查了这种不稳定性的终态与$β_0>0$的一些代表性的耦合功能。这是通过现有的平衡配置的能量平衡分析，并通过数值确定的非线性柯西发展的不稳定的初始数据。我们发现，相反的$β_0<0$的情况下，不稳定的最终状态是高度敏感的耦合函数的细节，从引力坍缩自发标量化。特别是，我们表明，第一次，自发标量化可以发生在理论与$β_0>0$，这可能会引起新的天体物理学的引力理论的测试。
2016-06-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Spontaneous scalarization
本文全面综述自发标量化机制，梳理其相变特征、相关理论、在中子星与黑洞及双星中的表现，以及向其他场扩展的可能与未来研究方向。
2024-09-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Closing a spontaneous-scalarization window with binary pulsars
得益于脉冲星计时技术的无与伦比的精度，双星是引力理论的重要试验平台，为引力理论的替代理论提供了一些最严格的界限。标量-张量引力理论是另一类有着良好动机的引力理论，它通过一种被称为自发标量化的非微扰现象预言了中子星与广义相对论的大偏差。这种效应无法在太阳系中测试，现在可以使用一组7个双星的最新结果来严格限制（PSR J0348+0432、J0737 $-$ 3039 A、J1012+5307、J1738+0333、J1909 $-$ 3744、J1913+1102和J2222 $-$ 0137），特别是PSR J 0737 $-$ 3039 A、J1913+1102和J2222 $-$ 0137的更新参数。使用新的定时结果，我们约束中子星的有效标量耦合，这说明如何强烈的中子星耦合到标量场，在贝叶斯分析的$\left|α_{\rm A}\right| \lesssim 6 \times 10^{-3}$的水平。我们的分析是彻底的，在这个意义上，我们的结果适用于所有的中子星质量和所有合理的状态方程的致密物质，在完整的相关参数空间。它排除了中子星自发标量化的可能性，至少在一类标量张量引力理论中是这样。
2022-05-02 astro-ph.HE gr-qc
Onset of spontaneous scalarization in spinning Gauss-Bonnet black holes
最近的数值研究证明，爱因斯坦标量理论中的自旋黑洞，其特征是标量场与弯曲时空的Gauss-Bonnet不变量的非最小负耦合，可能发展指数增长的不稳定性。有趣的是，已经证明了这种快子不稳定性，它标志着爱因斯坦-高斯-邦纳标量理论中自发标量化现象的开始，表征了旋转的黑洞，其无量纲角动量参数${\bar a}\equiv a/M$大于某个临界值${\bar a}_{\text{crit}}\simeq0.505$。本文利用\it分析技巧证明了Einstein-Gauss-Bonnet标量理论中标志着秃Kerr黑洞和有毛（标化）自旋黑洞边界的临界转动参数由精确的无量纲关系式${\bar a}_{\text{crit}}={1\over 2}$给出.
2020-08-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
New Gauss-Bonnet black holes with curvature induced scalarization in the extended scalar-tensor theories
在本文中，我们考虑了一类扩展标量张量高斯-博内（ESTGB）理论，其标量自由度仅在极端曲率制度激发。我们证明了在这类ESTGB理论中存在新的黑洞解，它们是由Schwarzaschild黑洞在极端曲率区域的自发标量化形成的。在这个区域，低于一定质量，史瓦西解变得不稳定，新的分支与非平凡的标量场的解决方案从史瓦西分支。事实上，具有非平凡标量场的多个分支在不同的质量下可以分叉，但只有第一个分支是稳定的。这种效应与中子星的自发标量化十分相似。与标准的中子星的自发标量化是由物质的存在引起的相反，在我们的例子中标量化是由时空的曲率引起的。
2017-11-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spontaneous scalarization of Gauss-Bonnet black holes: Analytic treatment in the linearized regime
最近已经证明，弯曲时空的标量场和高斯-博内不变量之间的非平凡耦合可能允许中心黑洞支持空间规则的标量多毛配置。有趣的是，以前对黑洞自发标量化现象的数值研究表明，当且仅当该理论的无量纲耦合参数$\barη$属于标量化带的离散集合$\{[\barη^{-}_{n},\barη^{+}_{n}]\}_{n=0}^{n=\infty}$时，复合毛状黑洞-标量化场组态才存在.我们研究了物理文献中的数值数据，发现新发现的毛状黑洞线性化无质量标量场组态具有渐近普适行为$Δ_n\equiv \sqrt{\barη^{+}_{n+1}}-\sqrt{\barη^{+}_{n}}\simeq 2.72$ .基于这一有趣的观测结果，本文用{ \it解析}方法研究了线性化（弱场）条件下自发标度化Schwarzschild黑洞的物理和数学性质.特别是，我们提供了一个非常紧凑的分析解释的数值观察到的普遍行为$Δ_n\simeq 2.72$的特点组成的毛茸茸的黑洞线性化标量场配置的离散共振谱$\{\barη^{+}_{n}\}_{n=0}^{n=\infty}$。
2019-12-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Constraining spontaneous black hole scalarization in scalar-tensor-Gauss-Bonnet theories with current gravitational-wave data
我们研究了当前的引力波数据的标量张量高斯-邦纳理论，允许自发标量化的黑洞的约束力。在我们考虑的基准模型中，一个缓慢旋转的黑洞如果其大小与理论引入的新长度尺度$λ$相当，那么它必须标度化，尽管任何质量的快速旋转黑洞实际上都无法与广义相对论中的黑洞区分开来。考虑到这一点，我们使用的引力波事件GW 190814 $\,\unicode{x2014}\,$，其主要的黑洞有一个自旋，是有界的小，其信号显示没有证据的标度化的主要$\,\unicode{x2014}\,$，以排除一个狭窄的区域的参数空间。特别是，我们发现，${λ\in [56, 96]~M_\odot}$的值是强烈不赞成与$0.1$或更少的贝叶斯因子。我们还包括第二个事件，GW 151226，在我们的分析，以说明什么信息可以提取时，两个组件的自旋测量不佳。
2022-07-06 astro-ph.HE gr-qc
New Perspectives on Spontaneous Scalarization in Black Holes and Neutron Stars
虽然广义相对论通过了迄今为止所有的精确测试，但有几个理由超越当前的引力模型，寻找新的基础物理学。这意味着寻找新的，迄今未被发现的领域。标量场是最容易考虑的场，它们在标准模型的扩展和引力的替代理论中都无处不在。这就是为什么大量的注意力被吸引到标量-张量理论的研究上，在标量-张量理论中，引力是由度规张量和标量场来描述的。一个特别有趣的现象，最近获得了越来越多的兴趣是自发标量化。在表现出这种机制的引力理论中，天体物理对象与它们的广义相对论对应物是相同的，直到它们达到特定的阈值，通常是在紧凑性，曲率或最近显示的自旋方面。超过这个阈值，他们获得一个非平凡的标量配置，这也影响他们的结构。在这篇论文中，我们主要在广义标量张量理论中研究这种机制。我们确定了一个最小的行动，包含所有的条款，可能会触发自发标量化。首先，我们专注于在这个特定的理论标量化的发病，并确定相关的阈值方面的贡献耦合常数和紧凑的对象的属性。最后，我们研究了该模型对标度化黑洞和中子星性质的影响，例如影响它们的存在域或它们携带的标量电荷量。
2022-09-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Constructing Neutron Stars with a Gravitational Higgs Mechanism
在标量-张量理论中，自发标量化是一种相变，可以发生在超密度环境中，如中子星。一旦恒星超过一个紧致度阈值，标量场就会形成一个非平凡的结构。我们最近指出，如果标量表现出一些额外的耦合到物质，它可能会引起显着不同的微观物理在这些环境中。在这项工作中，我们研究，在非微扰水平，玩具模型中，光子被赋予一个大的质量时，自发标量化发生。我们的结果清楚地表明，自发标量化的有效性，作为一个希格斯类机制在中子星。
2018-03-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spontaneous scalarization of charged Reissner-Nordström black holes: Analytic treatment along the existence line
最近已经证明，带电黑洞可以支持由无质量标量场组成的空间规则物质配置，这些无质量标量场与带电时空的电磁场非最小耦合。有趣的是，利用数值方法，我们发现了组成的带电黑洞非最小耦合标量场组态的共振谱具有与电荷相关的离散标量化带$α\in\{[α^{-}_{n}({\bar Q}),α^{+}_{n}({\bar Q}]\}_{n=0}^{n=\infty}$的特征，其中$α$是理论的无量纲耦合常数，${\bar Q}\equiv Q/M$是中心支撑黑洞的无量纲荷质比。在本文中，我们使用{ \it分析}技术，以研究空间规则的非最小耦合标量场配置（线性标量云）的物理和数学性质的中心带电Reissner-Nordström黑洞支持。特别是，我们推导出一个非常紧凑的离散共振谱$\{α^-_n({\bar Q})\}_{n=0}^{n=\infty}$的公式，该公式表征了沿系统的{ \it存在线}的组合黑洞线性化场配置，该临界线将裸露的Reissner-Nordström黑洞与多毛的标量黑洞配置分开。直接数值计算证实了分析结果。
2020-02-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spin-induced dynamical scalarization, de-scalarization and stealthness in scalar-Gauss-Bonnet gravity during black hole coalescence
标量场和高斯-邦纳不变量之间的特殊耦合导致黑洞的自发标量化。在这里，我们继续我们的工作模拟这种现象的背景下，二元黑洞系统。我们考虑一个负耦合的黑洞自旋在标量化过程中起着重要作用。我们发现两个主要现象：（i）动态标量化，其中最初标量化的黑洞形成未标量化的残余物，以及（ii）动态标量化，其中最初未标量化的黑洞的后期合并可以导致标量头发生长。后一种情况的一个重要后果是，由于标量场对引力波形的修改可能只发生在合并后，因为它的存在在整个螺旋过程中是隐藏的。然而，在足够强的耦合下，我们发现标量化可以在残余物形成之前发生。最后，我们讨论了广义相对论引力波检验的观测意义。
2022-05-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spontaneous Scalarization of Black Holes in Gauss-Bonnet Teleparallel Gravity
本文在Teleparallel引力中通过标量场与Gauss-Bonnet不变量的耦合发现新的标量化黑洞，数值证明其存在并揭示度规函数和标量场可呈现非单调性，区别于传统爱因斯坦-Gauss-Bonnet情形。
2023-05-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Torsional oscillations of neutron stars in scalar-tensor theory of gravity
本文在相对论Cowling近似下，用标量-张量引力理论研究了中子星的扭转振荡。我们采用真实的中子星核壳状态方程，计算了无扰动的中子星模型。对于允许自发标量化的标量-张量理论，地壳厚度可以比广义相对论小得多。我们推导了描述扭转振动的标量-张量理论的微扰方程，并求解了相应的本征值问题，得到了扭转振动的频率。对于标度化恒星模型，基模（泛音）频率变得比广义相对论中的小（大）。如果微物理效应不因标量化等强重力效应而退化，则扭振频率可提供地壳微物理的信息。为了解决这个问题，我们考虑两种不同的模型的状态方程的地壳，我们看看电子屏蔽的影响。扭转振荡频率的标量化的影响原来是小于微观物理的不确定性，所有的自发标量化模型允许的二元脉冲星观测。我们的研究表明，无论是否发生自发标度化，巨大耀斑后的准周期振荡（QPO）观测都可以用来约束中子星壳的微观物理。
2014-10-09 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
Ferromagnetic Neutron Stars in Scalar-Tensor Theories of Gravity
在中子星中可以发生铁磁自旋有序。这种相变改变了中子星的状态方程。本文应用标量-张量引力理论，研究了处于铁磁相的中子星的结构。考虑零温下具有Skyrme型相互作用的铁磁中子物质的物态方程，利用具有充分负的耦合常数的标量-张量引力理论，研究了铁磁中子星中的自发标度化.在此基础上，给出了铁磁中子星的质量与中心密度的关系、标量场和质量与密度的分布、不同中心密度下的中心标量场以及质量与半径的关系。此外，我们还研究了耦合常数对铁磁中子星标量化的影响。计算了耦合常数对标量化临界密度和铁磁中子星标量电荷的影响。此外，我们还研究了自发标量化发生时的耦合常数的最大值，给出了中子物质状态方程对这个临界值的影响。
2019-02-27 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Spontaneous growth of vector fields in gravity
我们表明，在标量张量理论的自发标量化的情况下，是一个更普遍的现象的具体情况。关键的事实是，导致标量自发增长的不稳定性是由于理论中的非最小耦合，而与标量的性质无关。具有相同耦合形式的另一个场也经历自发增长。我们明确地证明了这个想法的矢量，命名为“自发矢量化”，并研究球对称中子星在这样的理论。我们还评论其他张量场的想法可以应用，命名的一般机制“自发张量化”。
2017-10-06 astro-ph.HE gr-qc
Non-topological spontaneously scalarized neutron stars in tensor-multi-scalar theories of gravity
在本文中，我们数值地构造了新的非拓扑的，自发标度化的中子星，其目标空间是一个三维的最大对称空间，即$\mathbb{S}^3$，$\mathbb{H}^3$或$\mathbb{R}^3$，并在一个非平凡的映射$φ: \text{\it spacetime} \to \text{\it target space}$的情况下。允许标量化的引力理论的特点是：场方程总是允许广义相对论解，但在参数空间的一定范围内，它失去稳定性，并观察到标量场的非线性发展。因此，为了确定这样的标量化是可能的参数的值，我们研究了所考虑的张量多标量理论的框架内的广义相对论解的稳定性。基于这些结果，我们可以得到一族以标量场节点数为特征的标量化分支。这些分支从广义相对论解的分叉点处出现新的不稳定模式，它们在能量上比纯爱因斯坦解更有利。有趣的是，在一定的参数范围内，我们可以得到非唯一性的一个分支的标量解。
2020-04-08 astro-ph.HE gr-qc
Scalar Gravitational Wave Signals from Core Collapse in Massive Scalar-Tensor Gravity with Triple-Scalar Interactions
大质量标量-张量引力理论中恒星核坍缩过程中的自发标量化在引力波中引入了额外的极化（在正模和交叉模之上），其振幅由几个模型参数决定。因此，对这种标度化引起的引力波形的观测为这些引力理论提供了有价值的探索。考虑到三标量相互作用，我们发现自耦合效应抑制了标量化的幅度，从而降低了相关的引力波信号的幅度。此外，自相互作用的影响，在引力波形被证明是可以忽略不计的，由于分散在整个天体物理远距离传播。因此，在地球上观测到的引力波具有特征性的逆啁啾模式。虽然不是与正在进行的地面探测器，我们说明，标量化引起的引力波可能是可检测的信噪比水平的${\cal O}(100)$与未来的探测器，如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器。
2021-06-24 astro-ph.HE gr-qc
Slowly Rotating Anisotropic Neutron Stars in General Relativity and Scalar-Tensor Theory
一些模型（如Skyrme模型，QCD的低能有效场论）认为中子星内部的高密度物质可能是显著的各向异性。在广义相对论中，各向异性会影响非旋转中子星的整体性质。本文在广义相对论中研究了慢转恒星的各向异性效应。我们还考虑了爱因斯坦理论最流行的扩展之一，即标量张量理论允许自发标量化（类似于铁磁材料中的自发磁化的相变）。在这两种理论中，各向异性都会影响中子星的转动惯量（一个可能在脉冲双星系统中测量到的量）。我们发现，标量化的影响增加（减少）时，切向压力大于（小于）比径向压力，我们提出了一个简单的标准来确定标量场方程线性化的开始。我们的计算表明，双脉冲星观测可能会限制各向异性的程度，甚至更乐观地说，提供中子星核心各向异性的证据。
2015-06-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
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
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
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
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
Scalarized Hot Neutron Stars Containing Hyperons and $Δ$-Resonances in Different Evolution Regimes
Shiraz University（设拉子大学）；Instituto Tecnológico de Aeronáutica（航空理工学院）
本研究在标量-张量引力框架下，利用等熵状态方程计算含超子和$\Delta$共振的中子星在不同演化阶段的结构，发现标量化受这些重子影响且依赖于演化阶段。
2025-10-06 astro-ph.HE
Dynamical Formation of Scalarized Black Holes and Neutron Stars through Stellar Core Collapse
在一类标量-高斯-邦纳引力中，黑洞和中子星可以经历自发标量化--由标量场和时空曲率之间的非最小耦合引起的快子不稳定性触发的强引力相变。到目前为止，对这一现象的研究主要局限于对快子不稳定性和稳态标度黑洞和中子星的研究。到目前为止，还没有提出孤立标度黑洞和中子星形成的现实物理机制。我们研究，第一次，球对称的完全非线性恒星核坍缩到一个黑洞和一个中子星的标量高斯Bonnet理论允许一个自发标量化。我们发现，核心坍缩可以产生标度化黑洞和标度化中子星开始与非标度化的祖星。到达最终（非）标量化状态的可能路径相当丰富，导致观察表现的有趣可能性。
2021-10-15 astro-ph.HE gr-qc
Dynamical descalarization with a jump during black hole merger
标量-高斯-邦纳引力中的黑洞倾向于标量化，即当时空曲率足够强时，黑洞会自发地产生标量头发，而该理论的弱场区域与广义相对论一致。由于大的时空曲率与较小的黑洞质量相关联，因此黑洞的合并可以导致动力学双曲化。这是新形成的黑洞在质量超过标量化阈值时的标量毛发的自发释放。根据高斯-博内耦合函数的精确形式，稳定的标量化解可以连续地连接到史瓦西黑洞，或者两者之间的转换可以发生跳跃。通过模拟容易发生动力学跳跃的标量-高斯-邦尼特引力场中的黑洞对撞，我们证明了在不同质量的多个并合事件的累积引力波数据中可以清楚地观察到这种跳跃.引力波信号中的独特特征将与在中子星双星合并期间发生的一阶物质相变预期的效应共享相似性。
2022-04-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Constraining nonperturbative strong-field effects in scalar-tensor gravity by combining pulsar timing and laser-interferometer gravitational-wave detectors
脉冲星计时和引力波（GW）探测器是研究强场区域引力理论的极好实验室。在这里，我们结合这些工具来测试单标量张量理论的Damour和Esposito-Far{è}se（DEF），预测非微扰标量化现象的中子星（NS）。首先，应用马尔可夫链蒙特卡罗方法，我们利用由NS和白矮星组成的五个双星系统的脉冲星定时观测中偶极辐射的缺失，以及NS的十一个状态方程（EOSs），导出DEF标量张量理论的两个自由参数的最严格约束。由于双星脉冲星的边界取决于NS质量和EOS，我们发现目前的脉冲星定时观测留下了标量化窗口，即，标量化仍然可以突出的参数空间区域。然后，我们调查，如果这些标量化窗口可以被关闭，如果脉冲星定时约束可以改善激光干涉仪GW探测器，当自发（或动态）标量集在早期（或晚期）阶段的二进制NS（BNS）的演变。对于携带恒定标量电荷的BNS的早期螺旋，我们采用Fisher矩阵分析来表明，Advanced LIGO可以改善某些EOS的脉冲星定时约束，而下一代探测器，如宇宙探测器和爱因斯坦望远镜，将能够改善所有11个EOS的这些界限。使用BNS的后期螺旋，我们估计，对于一些正在考虑的EOS的动态标量化的发病可以发生足够早，以改善DEF参数的约束，通过结合五个二进制的BNS。因此，在不久的将来，脉冲星定时和地面上的GW的直接观测的互补性将是非常有价值的，在强场制度的引力理论探索。
2017-09-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
Subtleties in constraining gravity theories with mass-radius data
本研究探讨利用中子星质量-半径数据约束引力理论的普适性，发现改动后的DEF模型无法被该方法约束，而标量-高斯-贝内特理论的标量化模型可被约束，证实方法潜力的同时指出其局限性。
2023-07-21 astro-ph.HE gr-qc
Evading Cauchy horizon excision in scalarized regular black holes
Universidad de Alicante（阿利坎特大学）；University of Tübingen（蒂宾根大学）
该研究表明自发标量化不一定消除带电黑洞的柯西视界，推导了非线性电动力学P对偶框架中不破坏柯西视界的一般条件，确定了相关候选理论，为研究视界间区域的标量化及其与质量通胀的相互作用提供了可能。
2026-08-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Future Prospects for Probing Scalar-Tensor Theories with Gravitational Waves from Mixed Binaries
双星与一个黑洞和一个中子星的极端引力碰撞为广义相对论提供了极好的检验。在这里，我们研究如何以及可以约束理论超越广义相对论与额外的标量场，允许自发标量化的中子星，和那些从弦论的动机。我们发现，如果黑洞质量足够小，现有的边界可以改善与当前的引力波探测器。随着未来的检测，边界将进一步提高许多数量级，特别是通过组合多个事件。
2020-01-20 astro-ph.HE gr-qc
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
Neutron stars with a generalized Proca hair and spontaneous vectorization
在一类推广的Proca理论中，我们研究了当矢量场$A_μ$的非零时间分量向空间无穷接近0时中子星解的存在性，因为它们可能是广义相对论中子星解的快子不稳定性的端点，并引入了$A_μ=0$ .这种现象被称为自发向量化，类似于标量张量理论中的自发标量化，与曲率或物质的非最小耦合。对于非最小耦合$βX R$，其中$β$是一个耦合常数和$X=-A_μA^μ/2$，我们表明，存在0-节点和1-节点矢量场的解决方案，无论核物质的状态方程的选择。0-节点的解决方案，这是目前只为$β=-{\cal O}(0.1)$，可能会导致一些非线性效应，如选择的初始条件。当$β=-{\cal O}(1)$突然出现在恒星临界中心密度以上时，随着中心密度的增加，它逐渐接近广义相对论分支。计算了几种实际状态方程的中子星质量$M$和半径$r_s$，发现0节点和1节点解的$M$ - $r_s$关系与标量张量理论中标量化解的$M$ - $r_s$关系有显著的不同.最后，我们讨论了快子不稳定性的可能端点。
2020-07-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
