Hierarchy of Universal Relations for Neutron Stars in Terms of Multipole Moments
最近对中子星的解析和数值模型的研究表明，它们的外场可以用爱因斯坦方程的2-孤子解的四个任意参数来描述。假设是这样的情况下，我们表明，存在一个无限的层次的普遍关系的中子星的多极矩产生的一系列退化条件的一般孤子解决方案。我们对这些关系中最简单的一个的分析表明，Yagi { \it et al.}但在各向异性流体模型中，该猜想仍然成立。
2017-03-16 astro-ph.HE gr-qc
Universal relations for gravitational-wave asteroseismology of proto-neutron stars
核心坍缩超新星的最新数值模拟表明，引力波的主要来源是反弹后演化过程中原中子星模的激发。在这项工作中，我们得到的普遍关系，最常见的振荡模式，即g模式，p模式和f模式，与系统的基本属性，如原中子星的表面重力或在该地区的平均密度所包围的冲击的频率。这些关系独立于状态方程、中微子处理和前身质量，因此可以用来建立仅从引力波观测推断原中子星性质的方法。我们概述了如何进行这些测量和约束，可以放在原中子星的属性。
2021-11-08 astro-ph.HE gr-qc
Systematic errors due to quasi-universal relations in binary neutron stars and their correction for unbiased model selection
中子星核心致密核物质状态方程的推导是中子星X射线和引力波观测的主要科学目标。特别是，引力波观测提供了一个独立的探测器的性质散装物质在中子星核心，然后可以用来比较与理论推导的状态方程。在本文中，我们量化的系统误差所产生的应用EoS独立的\emph{quasi-universal relations}在估计中子星潮汐变形和半径的引力波测量和介绍一种策略，以纠正推断的半径的系统偏差。我们将这种方法应用于一个模拟的人口的事件，预计将观察到未来升级的当前探测器和下一代的地面观测站。我们表明，我们的方法可以准确地纠正系统的偏差所产生的近似普适关系的质量半径曲线的中子星。使用模拟人口的质量和半径的后验分布，我们推断出具有良好精度的基本EoS。我们的方法恢复了使用的普遍关系的快速贝叶斯模型选择致密物质EoS引力波观测的可能性。
2023-01-23 astro-ph.HE gr-qc
New Universal Relations for Magnetized Neutron Stars
Chulalongkorn University（朱拉隆功大学）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；INFN, Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）
本文针对磁化中子星，经二阶微扰处理磁场效应，发现磁偶极矩与恒星致密性的精确普适关系，及磁偶极矩、磁场诱导四极矩与椭率的近似普适关系，相关关系可用于磁化中子星双天体引力波信号分析。
2026-11-09 astro-ph.HE gr-qc
Universal Relations For Generic Family Of Neutron Star Equations Of State
本研究探讨了中子星状态方程通用族在满足最新天体物理约束下I-Love-Q普适关系的一致性，发现特征不同的状态方程会导致普适性偏离容差限。
2023-02-10 astro-ph.HE gr-qc
Moment of inertia - mass universal relations for neutron stars in scalar-tensor theory with self-interacting massive scalar field
我们研究了慢转近似下转动惯量的不同归一化与中子星的紧致性之间的普遍关系。我们研究的关系在特定类别的大规模标量传感器理论与自相互作用，为显着偏离广义相对论允许的参数值，是在协议的意见。转动惯量-紧度关系的检查不同的规范化的转动惯量。结果表明，对于所有研究的情况下，从EOS普适性的偏差是小的检查状态方程。另一方面，标量化可能导致与当前观测一致的参数值与广义相对论普适关系的大偏差，这些参数值可能用于进一步测试标量张量理论。
2018-12-02 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
Difference between quark stars and neutron stars in universal relations and their effect on gravitational waves
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Tongji University（同济大学）
研究夸克星与中子星在普遍关系中的差异及其对引力波的影响，通过计算$f$-模频率和潮汐重叠，探讨其在引力波中的区分效应。
2025-12-31 astro-ph.HE gr-qc
Breakdown of hydrodynamic universality in causal first-order viscous neutron star oscillations
Wake Forest University（维克森林大学）
研究发现BDNK理论中广泛因果流体动力学框架下一阶粘性中子星振荡的流体动力学普适性破缺，伴随振荡模式结构变化，而引力坍缩无粘阈值不变，提示一阶相对论流体动力学理论或无法建模高粘性中子星。
2026-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Testing universal relations of neutron stars with a nonlinear matter-gravity coupling theory
由于我们对核密度以外的物态方程的无知，中子星至今还没有一个统一的理论模型。因此，令人惊讶的是，可以存在连接中子星的不同物理量的普遍的与EOS无关的关系。Lau等人[ApJ，714，1234（2010）]发现，$f$模式振荡的频率、质量和转动惯量通过普适关系连接。最近，Yagi和Yunes [Science，341，365（2013）]发现了质量、转动惯量、Love数和四极矩之间的I-Love-Q普适关系。在本文中，我们研究这些普遍的关系在Eddington启发Born-Infeld（EiBI）引力。这个理论与广义相对论（GR）的区别仅在于高密度时，这是由于物质和引力之间的非线性耦合。因此，它为我们提供了一个理想的情况下，以测试如何鲁棒性的普遍关系的NS相对于引力理论的变化。由于Delsate和Steinhoff最近开发的EiBI引力的表观EOS公式[Phys. Rev. Lett.，109，021101（2012）]，我们能够使用与GR中相同的技术来研究EiBI引力中的普适关系。我们发现EiBI引力中的普适关系与GR中的普适关系基本相同。我们的工作表明，在当前可行的耦合常数内，至少存在一种修正的引力理论，它与GR在意想不到的普适关系上是不可区分的。
2014-01-13 astro-ph.HE gr-qc
Slowly rotating topological neutron stars -- universal relations and epicyclic frequencies
随着X射线探测的日益丰富和引力波天文学研究的不断深入，强场条件下的广义相对论检验变得越来越可行，其对引力探测的重要性不可低估。为此，我们在张量-多标量引力理论中研究了慢转拓扑中子星的性质。我们探讨了转动惯量，并验证了普遍的关系，从广义相对论持有这类新的紧凑的对象。此外，我们还研究了它们的最内层稳定圆轨道（ISCO）和周转频率的性质，因为后者暗示了与观测量（如准周期X射线谱特征）的联系。
2020-06-23 astro-ph.HE gr-qc
Rapidly rotating neutron stars with a massive scalar field - structure and universal relations
我们在标量张量理论中构造了一个有质量标量场的快速旋转中子星模型。标量场具有非零质量的事实导致了非常有趣的结果，因为耦合参数的允许值范围显著加宽。这些偏离纯广义相对论的参数值与观测值一致时，可能会非常大。与静态情况相比，快速旋转可以将差异放大数倍。研究了慢转和快转情况下归一化转动惯量与四极矩之间的普遍关系。结果表明，这些关系式在很大程度上仍然与物态方程无关，并且与纯广义相对论的偏差可能很大。这使得大量标量-张量理论成为少数几个可以通过普适的$I$ -Love- $Q$关系检验的引力理论之一。
2016-07-12 astro-ph.HE gr-qc
On the dynamical stability of quasi-toroidal differentially rotating neutron stars
在完全广义相对论下，通过流体动力学模拟研究了相对论性、微分旋转、准环面中子星模型的动力学稳定性。我们发现，在这项工作中研究的所有准环形配置的动态不稳定的增长的非轴对称模式。单臂和杆模式的不稳定性增长过程中，他们的演变。我们发现，非常高的静止质量配置崩溃形成黑洞。我们的计算表明，配置的静止质量小于二进制中子星的阈值质量迅速坍缩到黑洞动态过渡到球状，差分旋转的动态稳定，但长期不稳定的恒星。我们的研究表明，极端准环形中子星平衡解的存在并不意味着长寿命的二进制中子星合并残留物可以更大的质量比以前发现的。最后，我们发现的模型，最初是超克尔（$J/M^2>1$），并经历灾难性的崩溃上的动态时间尺度，在对比发现在早期的作品。然而，宇宙审查在我们所有的情况下都受到尊重。我们的工作明确地表明，超过克尔界的旋转中子星模型并不意味着动力学稳定性。
2019-06-20 astro-ph.HE gr-qc
Combining simulation-based inference and universal relations for precise and accurate neutron star science
University of Tübingen（蒂宾根大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））
提出识别、构建和验证中子星大量性质的精确普遍关系的新方法，采用基于模拟的推理处理因未知核状态方程产生的不确定性，能系统探索高维参数空间的普遍关系并识别最有前景的参数组合。
2026-07-07 astro-ph.HE gr-qc
The broadening of universal relations at the birth and death of a neutron star
本文研究了普遍关系在原中子星和超质量中子星动态场景中的适用性，发现 I-Love-Q 和 f-Love 关系对原中子星近似成立，而超质量中子星的峰值频率与紧致度关系偏离普遍 f-C 关系 70-80%。
2024-02-16 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
Probing Neutron Star Equation of State Universality with Gravitational Waves
Chennai Mathematical Institute（金奈数学研究所）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础科学国际理论科学中心）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
该研究针对中子星物态方程普适性假设的潜在失效问题，建立结合分层贝叶斯推断与分段多方参数化的检验框架，利用下一代引力波天文台的双中子星并合数据可检验该普适性。
2026-09-07 astro-ph.HE gr-qc 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
Approximate Universal Relations for Neutron Stars and Quark Stars
中子星和夸克星是研究超核密度和强引力场基础物理的理想实验室。然而，天体物理学的观测值强烈依赖于恒星的内部结构，由于状态方程的不确定性，目前尚不清楚。然而，在某些恒星的观测量之间存在着普遍的关系，这些观测量并不敏感地依赖于恒星的内部结构。其中一组关系是恒星的转动惯量（$I$）、潮汐勒夫数（Love）和四极矩（$Q$）之间的关系，即所谓的I-Love-Q关系。类似的关系也存在于恒星的多极矩中，类似于著名的黑洞无毛定理。普适关系打破了天体物理学观测量之间的简并性，导致了各种应用：（i）核物质状态方程的X射线测量，（ii）吸入致密物体的内在自旋的引力波测量，以及（iii）独立于状态方程的广义相对论的引力和天体物理学测试。我们在这里回顾一下宇宙关系是如何产生的，以及迄今为止已经设计出来的所有应用。
2023-03-24 astro-ph.HE gr-qc
Using gravitational-wave observations and quasi-universal relations to constrain the maximum mass of neutron stars
结合GW观测的并合系统的中子星和准普适关系，我们设置的最大质量，可以达到非旋转恒星模型的中子星的限制。更具体地说，利用最近对GW事件GW 170817的观测，并从GRB 170817 A的kilonova模型的基本论点中，以及非旋转恒星模型的最大质量$M_{\rm TOV}$和通过均匀旋转支持的最大质量$M_{\rm max}=\left(1.20^{+0.02}_{-0.05}\right) M_{\rm TOV}$之间的准普适关系中得出，我们将最大质量的限制设定为$ 2.01^{+0.04}_{-0.04}\leq M_{\rm TOV}/M_{\odot}\lesssim 2.16^{+0.17}_{-0.15}$，这个范围的下限来自脉冲星观测。我们的估计遵循一个非常简单的论点，并且不依赖于数值模拟中的电磁信号建模，可以随着新的检测变得可用而进一步完善。我们简要讨论了我们的结论对核物质状态方程的影响。
2018-01-03 astro-ph.HE gr-qc
Quasiuniversal properties of neutron star mergers
利用非线性3+1数值相对论模拟和解析有效单体模型研究了双中子星合并。EOB模型预言了质量重标度的引力波频率与合并时刻的结合能之间的准普适关系，以及某些无量纲的双星潮汐耦合常数，这些常数取决于恒星的勒夫数、紧致度和双星质量比.这些关系式是准普适的，因为对于给定的潮汐耦合常数，它们既不依赖于状态方程，也不依赖于质量比，尽管它们确实依赖于恒星的自旋。对于与轨道角动量对齐的小自旋，自旋依赖性近似为线性。准普适性是保守动力学的一个属性;非平凡的关系出现的二元相互作用成为潮汐占主导地位。这一分析预测是定性一致的新的，多轨道数值相对论的结果等质量无旋双星的相关情况。因此，普遍的关系，预计中子星合并动力学的特点。在引力波天文学的背景下，这些普遍的关系可以用来约束中子星状态方程，使用精确模拟合并的波形。
2014-06-06 astro-ph.HE gr-qc
Accessing universal relations of binary neutron star waveforms in massive scalar-tensor theory
本文通过约120个双中子星并合数值相对论模拟，研究大质量Damour-Esposito-Farese型标量-张量引力中潮汐形变与波形特征之间准普适关系的破坏情况，并与量子色动力学相变的影响进行了比较。
2024-09-30 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
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
Thermodynamics of Hot Neutron Stars and Universal Relations
在过去的几年里，对来自双中子星系统的引力波的探测重新点燃了我们对超致密物质未知性质的更深入理解的希望。特别地，引力波对中子星潮汐形变的约束可以通过一组普适关系转化为对中子星几种性质的约束。除了双中子星合并，超新星爆炸也是探测多信使信号的重要候选者。这样的观测可能使我们能够对中子星的结合能施加重要的约束。本研究报告有两个目的。首先，我们研究了有限温度状态方程与已建立的普适关系的一致性。其次，我们研究了可能存在的一个普遍的联系之间的结合能和无量纲潮汐变形，这是连接到最有前途的多信使信号源的散装性能。我们发现热状态方程并不总是与公认的普遍关系相容。因此，使用这样的表达式来探测广义相对论或对中子星的结构施加约束将是不确定的（当热效应存在时）。此外，我们还表明，结合能和无量纲潮汐变形能力至少在中等质量的中子星中表现出普遍的趋势。后者使我们能够使用来自GW170817事件的数据来设定1.4 $M_\odot$中子星的结合能的界限。最后，我们给出了中子星的紧密性、结合能和无量纲潮汐形变之间的关系，该关系对于冷、热等熵状态方程是精确的。
2022-08-17 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Quasi-universality of the magnetic deformation of neutron stars in general relativity and beyond
众所周知，中子星拥有极其强大的磁场。在其他效应中，拥有这样的场的后果之一是中子星结构的变形，连同旋转一起导致连续引力波的发射。一方面，它们内部磁场的细节大多是未知的。同样，它们的内部结构，由状态方程编码，是高度不确定的。在这里，我们提出了一个孤立的磁化中子星的轴对称模型的研究，各种现实的状态方程被认为是可行的观测和核物理约束。我们表明，它是可能的，找到简单的关系之间的磁变形的中子星，它的科马尔质量和它的圆周半径。这样的关系是准普适的，意味着它们基本上不依赖于中子星的状态方程，而只稍微依赖于磁场的组态。正如我们所讨论的，我们的结果可以帮助约束中子星内部的磁性，并更好地评估孤立的中子星的连续引力波的可探测性，而不知道它们的状态方程。我们的结果来自于广义相对论和标量张量理论--广义相对论最有希望的扩展之一--在这种情况下也考虑了标量电荷。我们表明，即使在这种情况下，广义关系仍然可以解释与广义相对论的偏差，这可能被用来对引力理论设置约束。
2021-10-11 astro-ph.HE gr-qc
Updated universal relations for tidal deformabilities of neutron stars from phenomenological equations of state
状态方程不敏感的中子星（NS）紧度与多极潮汐变形系数之间的关系，以及双星系统潮汐参数之间的关系，是引力波数据分析中打破简并的必要条件。在这里，我们验证和重新校准这些普遍的关系，使用一个大的一套近200万的现象学的EOS是符合目前的观察。在这样做的时候，我们扩展到更大的区域的EOS参数空间的普遍关系，最显着的软EOS和更大的紧凑性。我们发现，波形模型，忽略了高于领先阶潮汐变形的NS积累$3.5$弧度的移相从$20\,{\rm Hz}$合并。我们还进行了一个完整的贝叶斯参数估计的GW170817数据，我们比较了NS半径约束使用文献中的通用关系和更新的适合我们在这里提出。我们发现，新的适合产生NS半径，约500米小。这种差异小于在GW 170817的信噪比下半径的统计不确定性，但它明显大于下一代探测器的预期精度。
2020-12-22 astro-ph.HE gr-qc
Quasi-universality of the magnetic deformation for neutron stars in general relativity and beyond
中子星拥有极强的磁场，导致其形状变形。它们的磁变形既取决于它们内部磁场的几何形状和强度，也取决于它们的成分，由状态方程编码。然而，中子星内部的磁结构和状态方程的细节大多是未知的。我们在广义相对论及其最有前途的扩展之一标量张量理论中对磁化、静态、轴对称中子星的数值模型进行了研究。我们这样做是通过使用几个现实的状态方程目前允许的观测和核物理的限制，也考虑到那些奇怪的夸克星。我们表明，它是可能的，找到简单的关系之间的磁变形的中子星，它的科马尔质量，它的圆周半径的情况下，纯极向和纯环向磁配置满足伯努利形式主义的平衡标准。这些关系是准普适的，因为它们大多不依赖于状态方程。我们的结果，制定在潜在的可观测量，可以帮助理解的磁性中子星内部和连续引力波的可探测性孤立的中子星，独立于他们的状态方程。在标量-张量理论中，这些关系也依赖于中子星的标量电荷，从而潜在地提供了一种新的方法来设置引力理论的约束。
2021-10-12 astro-ph.HE gr-qc
Universal relations for the Keplerian sequence of rotating neutron stars
我们研究旋转中子星的开普勒（质量脱落）序列。十二个不同的状态方程被用来描述核结构。我们找到了四个拟合关系，它们将质量脱落极限中恒星的旋转频率、质量和半径与静态序列中恒星的质量和半径联系起来。我们展示了由Lattimer和Prakash [Science，304，536，（2004）]导出的开普勒频率的近似关系的崩溃，然后我们提出了一个新的，独立于EOS的和更准确的关系。对于参考非旋转中子星的致密性$M_{S}/R_{S}$的大范围，即与旋转中子星具有相同中心密度的静止中子星，该关系式拟合旋转中子星的开普勒频率约为$2\%$。对于$M_{S}/R_{S}\leq 0.05~M_{\odot}$ /km（$f_{K}\leq 350$ ~Hz），拟合公式的性能接近$4\%$。我们提出了额外的EOS独立的关系的开普勒序列包括$M_{K}f_{K}$和$R_{K}f_{K}$的$M_{S}f_{S}$和$R_{S}f_{S}$方面的关系，分别，一个$M_K/R_K$作为$f_{K}/f_{S}$和$M_S/R_S$的函数，以及$M_K$，$R_K$和$f_K$之间的关系。这些新的拟合关系近似与EOS无关，在$8\%$的最坏情况下存在误差。开普勒序列性质的普遍性，这里添加到一组其他的中子星普遍关系在文献中，如$I$ -爱- $Q$关系，引力结合能和能量，角动量和半径的最后一个圆形轨道的测试粒…
2019-01-18 astro-ph.HE gr-qc
An Entropy-Area Law for Neutron Stars Near the Black Hole Threshold
中子星表现出一套独立于它们的状态方程的普适关系，这与黑洞没有任何关系。受此启发，我们分析和数值探索连接中子星和黑洞普遍性的其他关系。通过分析两种不同的度量，我们发现某些重标度熵具有几乎普适的行为。我们还发现，当中子星的致密性接近黑洞极限时，重新标度的熵接近黑洞的熵，并且热力学熵以一种更加普遍的方式与恒星表面积标度。
2018-10-02 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Tight bound on neutron-star radius with quasiperiodic oscillations in short gamma-ray bursts
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；NASA/GSFC（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心空间科学与技术研究探索中心）；UFABC（巴西联邦 ABC 大学）
通过分析短伽马射线暴中的准周期振荡，研究者利用贝叶斯框架推断中子星质量-半径关系，得出质量1.4倍太阳质量的中子星半径界限。
2025-03-17 astro-ph.HE gr-qc
Linear analysis of I-C-Love universal relations for neutron stars
Peking University（北京大学）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；Eberhard Karls University of Tübingen（蒂宾根大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
本文通过线性分析方法，揭示了中子星I-C和I-Love通用关系的起源，提出了对中子星引力相互作用的新理解框架。
2026-01-29 astro-ph.HE gr-qc
Multipole moments and universal relations for scalarized neutron stars
近年来，人们对中子星各种全局性质之间的所谓“普遍关系”产生了极大的兴趣。这些普适关系是状态方程独立的关系，例如转动惯量$I$、潮汐变形性或洛夫数$λ$和四极矩$Q$（I-Love-Q关系）或相对论多极矩（3-hair关系）。虽然I-Love-Q关系在广义相对论和其他各种理论中都得到了广泛的研究，但3毛关系只在广义相对论中得到了研究。最近的进展定义的多极矩的一个紧凑的对象的情况下，标量张量理论允许研究3头发的关系，在修改后的引力理论。具体来说，这项工作的目的是研究他们的标量恒星的标量张量理论与无质量的标量场，承认自发标量化。我们发现，在广义相对论中，质量和角动量矩之间的3-头发关系也适用于标度化的恒星。标量矩也表现出普遍的行为，这是状态方程独立于一个特定的理论，但不同的理论之间的差异。结合天体物理学的观测，人们原则上可以测量标度化中子星的不同性质，并区分不同的理论。
2018-12-03 astro-ph.HE gr-qc
Universal Relations and Alternative Gravity Theories
这是一个雄心勃勃的目标，涵盖最近的进展：1）普遍关系（在广义相对论和替代理论的引力），和2）中子星模型在替代理论。我们的目标也是补充最近的评论，在文献中，涵盖了中子星的普遍关系的主题。
2017-09-23 astro-ph.HE gr-qc
A universal formula for the relativistic correction to the mutual friction coupling time-scale in neutron stars
在中子星内部，涡旋介导的相互摩擦控制着超流和正常组分之间的耦合。例如，通过比较脉冲星故障的精确定时观测与理论预测，有可能限制恒星内部的物理现象，但要做到这一点，需要广义相对论中相互摩擦耦合的精确模型。我们直接从Carter的多流体理论中推导出这样一个模型，并研究了相对论性恒星中各组分之间的涡旋结构和耦合时标。我们计算了广义相对论如何修改量子化涡旋的形状和密度，并表明，在准史瓦西坐标，它们可以近似为直线的现实中子星配置。最后，我们提出了一个简单的通用公式（作为一个函数的恒星的紧凑性单独）的相对论修正的毛刺上升时间，这是有效的假设下，超流水库是在一个薄壳在地壳或外核。这种普遍的关系可以很容易地用来纠正，后验，任何牛顿估计的耦合时标，没有任何额外的计算费用。
2020-05-14 astro-ph.HE gr-qc
Axial quasi-normal modes of Einstein-Gauss-Bonnet-dilaton neutron stars
研究了实际中子星在Einstein-Gauss-Bonnet-Stokes引力作用下的轴向准简正模。我们考虑8个现实的状态方程，包含核，超声波，和混合物质。我们重点讨论了基本曲率模，并与纯爱因斯坦理论的结果进行了比较。我们观察到，模式的频率增加的存在下的高斯-邦纳-声子，而对阻尼时间的影响通常较小。有趣的是，我们得到了在纯爱因斯坦理论中有效的普适关系仍然适用于爱因斯坦-高斯-邦纳-爱因斯坦引力，我们提出了一种方法，使用这些唯象关系来约束高斯-邦纳耦合的值。
2016-01-29 astro-ph.HE gr-qc
Test of the string loop oscillation model using kHz quasiperiodic oscillations in a neutron star binary
本文用载流弦环振荡模型解释了最近在含有中子星的低质量X射线双星XTE J1701-407中观测到的高频准周期振荡（HF QPO）的特殊频率。中子星的外部几何近似的克尔几何，引入的误差不超过$10~\%$缓慢旋转的大质量中子星。径向和垂直弦环振荡的频率则由中子星的质量$M$和无量纲自旋$a$以及描述弦环张力和角动量综合效应的无量纲参数$ω$决定。结果表明弦环振荡模型可以解释中子星参数在${0.2<a<0.4}$和${2.1<M/{\rm M}_{\odot}<2.5}$区间内的kHz频率。然而，对于XTE J1701-407源中的所有三个HF QPO观测，弦参数$ω$不可能是相同的; $ω$的可接受值的限制取决于时空参数$M$和$a$。
2015-02-27 astro-ph.HE gr-qc
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 to measure neutron star properties from targeted r-mode searches
本文研究如何利用中子星r模频率与致密度、潮汐形变率之间的普适关系，结合I-Love-Q关系，在定向连续引力波搜索中同时估计中子星转动惯量和距离，并约束致密物质状态方程。
2023-08-13 astro-ph.HE gr-qc
Significance of lower energy density region of neutron star and universalities among neutron star properties
在Hartle框架下，我们建立了旋转中子星和奇异星的模型，并进行了比较。研究了中子星内部低能量密度区和地壳区的意义，以及能量密度300 MeV/fm 3以上的奇异物质的存在对中子星性质的影响。我们证实了中子星的无量纲转动惯量与无量纲四极矩、无量纲潮汐形变与无量纲转动惯量、转动惯量参数与R/2 M等性质之间的普遍性。
2022-03-08 astro-ph.HE hep-th
Universal properties of maximum-mass neutron stars: a new tool to explore superdense matter
我已经用不同的重子状态方程证明了最大质量中子星的质量、半径、中心密度和压力之间存在紧密的相关性。这些相关性提供了一个可能的解释。这种相关性的简单的解析形式的建议，并与观测的限制中子星的最大质量和它们的半径。假设稳定的中子星的状态方程是重子的，这提供了一个有价值的工具来限制它们可能达到的最大压力和密度。
2020-05-21 astro-ph.HE
Rapidly rotating neutron stars: Universal relations and EOS inference
本文提出从非旋转中子星性质估计均匀旋转中子星转动惯量和 $T/W$ 的普适关系，并将其部署到贝叶斯状态方程推断框架中，实现对旋转中子星观测的约百分之一精度稳健推断。
2024-01-15 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
A tight universal relation between the shape eccentricity and the moment of inertia for rotating neutron stars
本文提出旋转中子星偏心率、半径与转动惯量之间的新普适关系，验证其在普通中子星和裸夸克星上的高精度，并可用于快速旋转情形及未来X射线观测推断。
2023-07-12 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Neutron star universal relations with microscopic equations of state
我们用各种微观状态方程计算了核和混合星构型中子星的转动惯量和形变率。各种观测之间的相关性进行检查，我们确认几个普遍的关系。我们特别关注的限制，中子星半径所施加的测定的平均潮汐变形的二元中子星系统GW 170817。我们找到兼容的半径12和13公里之间，并确定合适的状态方程。
2018-12-15 astro-ph.HE nucl-th
Conformally flat, quasi-circular numerical simulations of the gravitational wave chirp from binary neutron star merger GW170817
Center for Astrophysics, Department of Physics, University of Notre Dame（圣母大学天体物理中心物理系）；Center for Research Computing, University of Notre Dame（圣母大学计算研究中心）
本文通过共形平坦、准圆轨道近似下的相对论数值模拟，校准了GW170817引力波啁啾信号，验证了近似有效性，并建立了约束核状态方程的新方法。
2021-03-08 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Critical mass, moment of inertia and universal relations of rapidly rotating neutron stars with exotic matter
计算了含有不同奇异组分超子和（反）K介子凝聚体的中子星的转动惯量，研究了它随质量和自旋频率的变化。状态方程组，产生的框架内的相对论平均场模型与密度依赖耦合的目的。我们遵循准稳态演化的旋转恒星沿恒定的静止质量序列，这与不同的成分在状态方程中有很大的不同。我们还探讨了与一些规范化的属性，如临界质量和转动惯量为特定的EOS或作为一个事实上的致密物质的成分的普遍关系。在更高的紧凑度观察到的转动惯量的普遍关系的偏差。这项研究提出了有关中子星性质的重要结果，这些结果可以在不久的将来使用平方公里阵列望远镜进行观测验证。
2017-04-24 astro-ph.HE
A new method to constrain neutron star structure from quasi-periodic oscillations
通过拟合低质量X射线双星中吸积中子星X射线通量中观测到的同步准周期振荡模式的频率，发展了一种测量中子星参数和推导致密物质物态方程约束条件的新方法.为了达到这个目的，我们计算的测地线运动的基频旋转中子星的基础上精确的广义相对论近似的外部时空。一旦通过QPO模型将基频与观测到的频率相关联，就可以将它们拟合到数据中，以获得描述时空的三个参数的估计值，即中子星质量、角动量和四极矩。从这些参数中我们可以得到中子星的结构和状态方程的信息。我们提出了我们的方法适用于从三个系统（4U 1608 -52，4U 0614 +09和4U 1728 -34）观察到的kHz QPO频率对的原理证明。我们确定kHz QPO的方位角和近星点进动频率的物质轨道的中子星，并通过我们的贝叶斯推断技术，我们得到的中子星的质量和半径的约束。该方法也适用于其他基于测地线频率的准稳态振荡模型。
2020-06-30 astro-ph.HE astro-ph.SR 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
Quasi-normal g-modes of neutron stars with quarks
中子星的准正态振荡模式提供了一种利用引力波天文学探测其内部组成的手段。利用广义相对论的线性微扰方程计算了含有夸克物质的中子星与成分相关的核心g模的频率和阻尼时间。我们发现，忽略背景度规扰动由于振荡流体，如在考林近似，低估g-模式频率高达10%的更高质量的恒星，这取决于参数的核物质状态方程和如何构建的混合相。核子（混合）星的g模频率可以用中心轻子（或轻子和夸克的组合）分数的线性标度来描述。我们的研究结果表明，有夸克和没有夸克的中子星在它们的准正常g模谱方面是明显不同的，因此在将来对合并中子星的引力波的观测中可能会相互区分。
2022-02-03 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Quasi-normal modes of superfluid neutron stars
在广义相对论框架下，考虑有限温度效应，研究了含超流重子的中子星的非径向振荡。利用微扰方法，我们推导出描述恒星振荡的方程，我们解决了数值积分，采用不同的模型的核子超流性，并确定准正常模式的频率和引力阻尼时间。正如预期的结果，我们发现两类模式，分别与超流和非超流的自由度。我们研究的模式的温度依赖性，发现在特定的温度值，两类准正常模式的频率显示避免交叉，和他们的阻尼时间变得可比。我们还表明，当温度不接近避免的交叉点时，可以通过忽略正常和超流自由度之间的耦合来精确地计算模式的频率。我们的结果对中子星的引力波辐射有潜在的意义。
2014-04-29 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
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
Quasiradial oscillations of rotating hybrid neutron stars
Central China Normal University（华中师范大学）；Hubei University of Education（湖北教育学院）；China University of Geosciences（中国地质大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；INFN Sezione di Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）；Universitá di Catania（卡塔尼亚大学）
研究慢旋转近似下纯中子星和混合中子星的基本准径向振荡，使用Brueckner-Hartree-Fock理论或相对论平均场模型的核物质状态方程以及Dyson-Schwinger夸克模型的夸克物质状态方程，通过Gibbs构造处理混合相，指出自旋减速过程中中子星和混合中子星基本准径向振荡频率的特征差异。
2026-05-22 astro-ph.HE nucl-th
Dynamical stability of hypermassive neutron stars against quasi-radial perturbations
本研究系统分析Γ=2多方球模型下差旋中子星（含超大质量）对拟径向扰动的动力学稳定性，通过大量数值模拟确定稳定性区域极限，发现旧判据不足并提出新判据，揭示拟环面构型可维持更高质量且不立即坍缩为黑洞。
2025-07-07 astro-ph.HE
Modification of the universal relation between mass, radius and nonradial $f$-mode oscillation in proto-neutron stars
本文修正了原中子星中质量、半径与$f$-模振荡的普适关系，发现温度使状态方程变硬、频率降低，且普适关系参数随温度呈抛物线变化。
2025-05-24 astro-ph.HE
Resonant radii of kHz quasi-periodic oscillations in Keplerian discs orbiting neutron stars
在一些低质量X射线双星（LMXB）中观察到的双kHz准周期振荡（QPO）之间的优势交换表明两种振荡模式之间存在共振的可能性。我们研究了特定共振半径周围的有效引力势的行为，并估计了高阶项的非线性，非谐强迫的作用。我们讨论了它对模式振幅的影响在线性和非线性制度。我们还讨论了一个相关的可能性降低的中子星质量估计的最高观测QPO频率。
2010-10-10 astro-ph.HE
