Mass and radius of the most massive neutron star: The probe of the equation of state and perturbative QCD
本文通过模拟测量约束中子星物态方程，探讨高最大质量中子星与pQCD约束的张力，发现精确测量半径可区分低高M_TOV情形，而精确M_TOV测量更有助于探测高密度物态方程。
2024-04-30 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Pulsar glitch and nuclear EoS: Applicability of superfluid model
在这篇文章中，我们利用当代状态方程（EOSs）的完整的中子星结构，并面对他们与一个特定的毛刺约束的地壳转动惯量（MOI）。我们发现，利用这些EOS，NICER选出的三个毫秒双星：PSR J 0437 -4715，PSR J1614-2230，PSR J 0751 +1807的半径都在12.5km左右。此外，具有$M \lesssim 1.55 M_{\odot}$的恒星将满足最新的中子超流密度对毛刺约束的MOI计算，并且毛刺危机可能不存在。
2018-01-22 astro-ph.HE nucl-th
Maximum gravitational mass $M_{\rm TOV}=2.25^{+0.08}_{-0.07}M_\odot$ inferred at about $3\%$ precision with multimessenger data of neutron stars
本研究融合中子星质量分布与EoS重构两类方法，结合多信使观测及χEFT、pQCD理论约束，以约3%精度测得非旋转中子星最大引力质量，并推断2.5–3倍太阳质量致密天体多为最轻黑洞。
2024-03-01 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Fast and Accurate Prediction of Neutron Star Structure with Deep Neural Networks
Hamburger Sternwarte（汉堡天文台）；Shiv Nadar Institution of Eminence（希夫纳达尔卓越学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本研究开发两种神经网络代理模型，可快速准确预测中子星结构，其评估速度比直接数值积分提升约两个数量级，适合大规模致密物质EOS贝叶斯推断与种群研究。
2026-08-11 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Implications of PSR J1614-2230 for NJL hybrid star
最近由\cite{Demorest}用$1.97 \pm 0.04 M_\odot$测定了脉冲星PSR J 1614 -2230的质量，重新讨论了在中子星的核中存在奇异物质的可能性。由于对密度超过核饱和的物质的描述是依赖于模型的，因此一些工作已经探索了不同方面的事实，即任何状态方程（EoS）所暗示的最大中子星质量必须超过PSR J1614-2230的质量。在这篇文章中，我们提出了一个广泛的研究混合星的质量使用的相对论平均场强子EoS的几个参数化与一个典型的三味NJL模型的标量，矢量和t Hooft相互作用的实现。
2013-07-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Deep TOV to characterize Neutron Stars
本研究提出基于神经网络的Deep TOV方法，可快速从物态方程映射中子星质量半径，还构建了FRZ$χ_{1.5}$模型的EoS求解器并分析参数敏感度，为多信使观测的中子星表征提供高效工具。
2024-05-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Towards accelerated nuclear-physics parameter estimation from binary neutron star mergers: Emulators for the Tolman-Oppenheimer-Volkoff equations
本文针对中子星双星合并参数估计中求解TOV方程的计算成本问题，探索了MLP、GP和RBM三种模拟器，发现MLP准确性最高而RBM加速最大，且模拟器预测的后验与完整求解器高度一致。
2024-05-31 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Star Log-extended eMulation: a method for efficient computation of the Tolman-Oppenheimer-Volkoff equations
Michigan State University（密歇根州立大学）；Ohio University（俄亥俄大学）
提出恒星对数扩展模拟（SLM）方法，基于动态模式分解（DMD）利用对数行为模拟中子星TOV方程（含潮汐可变形性），对固定/参数化EOS实现约2.4×10⁴至7.0×10⁴倍计算加速，助力多信使EOS约束及UQ，源码公开。
2025-09-10 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
A NICER view of PSR J0030+0451: Implications for the dense matter equation of state
毫秒脉冲星PSR J0030+0451的质量和半径都是通过对NASA NICER任务获得的X射线数据进行脉冲轮廓建模而推断出来的。在这封信中，我们研究了Riley等人（2019）在低密度核物理学先验信息的背景下，对致密物质状态方程（EOS）的质量半径推断的影响。使用贝叶斯框架，我们推断中心密度和EOS属性的两种选择的高密度扩展：分段多变模型和模型的基础上假设的声速在致密物质。在核饱和密度附近，这些扩展与从基于手征有效场论相互作用的计算获得的EOS不确定性带相匹配，该不确定性带提供了原子核的现实描述以及不确定性内的经验核物质性质。我们进一步约束EOS的期望与输入从目前最高的测量脉冲星质量，这些约束一起提供了一个狭窄的贝叶斯先验理论以及实验室和天体物理测量。Riley等人（2019）使用脉冲轮廓建模推导出的NICER质量半径似然函数与该先验的最高密度区域一致。然而，PSR J0030+0451的质量和半径目前相对较大的不确定性仅提供了较弱的先验后验信息增益。我们探索的敏感性，推断几何形状的加热区域，引起的脉冲发射，并找到一个小的增加后增益的替代（但不太喜欢）模型。最后，我们研究了增加PSR J0030+0451的NICER暴露时间的假设场景。
2019-12-12 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Impact of large-mass constraints on the properties of neutron stars
非自转中子星的最大质量$M_{\rm TOV}$在解释中子星的结构和组成以及揭示核物质的物态方程中起着非常重要的作用。虽然有很大的误差线，但最近对黑寡妇脉冲双星PSR J 0952 -0607的质量估计，即$M=2.35\pm0.17~M_\odot$，提供了$M_{\rm TOV}$最强的下限，并表明原则上可以观测到质量非常大的中子星。采用不可知论模型的状态方程，我们研究的影响，大质量的中子星的性质。特别是，我们表明，假设$M_{\rm TOV}\gtrsim 2.35\,M_\odot$严格约束的行为的压力作为一个函数的能量密度和移动的恒星半径的下限值显着大于那些由NICER测量的约束，使后者在约束状态方程无效。我们还提供了更新的解析表达式的下限上的二进制潮汐变形的啁啾质量，并显示如何更大的界限$M_{\rm TOV}$导致更严格的限制，这个数量。此外，我们指出了一个新的准普适关系的压力剖面内的中子星，只有弱依赖于状态方程和最大质量约束。最后，我们研究了如何在中子星内分布的声速和共形异常，并显示这些量如何依赖于所施加的最大质量约束。
2022-09-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Maximum mass of a hybrid star having a mixed phase region in the light of pulsar PSR J1614-2230
最近对质量约为2个太阳质量的脉冲星PSR J1614-2230的观测对描述极端条件下恒星的物质状态方程提出了严格的约束。中子星（NS）可以达到PSR J1614-2230规定的质量极限。但是具有超子的恒星或具有玻色子凝聚的夸克星（QS），具有较软的EOS几乎不能达到这样的极限，并被排除在外。如果不考虑强耦合常数或色超导的影响，纯奇异物质的QS也不可能有如此高的质量。在这项工作中，我试图计算的质量上限的混合星（HS）具有夸克强子混合相。强子物质（含超子）物态方程用相对论平均场论描述，夸克相用简单的MIT袋模型。我使用Glendenning构造来构造中间混合相。具有混合相的HS不能达到PSR J1614-2230设定的质量限值，除非我假设密度依赖性袋常数。在这种情况下，混合相区域很小。用这种混合相区得到的混合混合星的最大质量为$2.01 M_{\odot}$。
2012-07-30 astro-ph.HE nucl-th
On Cooling of Neutron Stars With Stiff Equation of State Including Hyperons
PSR J1614-2230和PSR J 0348 -0432的高质量（$\sim 2M_{\odot}$）天体的存在要求致密的恒星物质用刚性状态方程（EoS）描述。如果利用普通的相对论平均场（RMF）模型（超子之谜），中子星中超子的存在会导致EoS的软化，导致中子星的最大质量降低到PSR J 1614 -2230和PSR J 0348 -0432中子星的测量质量以下。然而，在一个具有σ尺度强子有效质量和耦合常数的RMF EoS中，即使包含超子，中子星的最大质量也保持在$2M_{\odot}$以上。此外，状态方程上的其他重要约束，例如来自重离子碰撞的流动约束，也要得到满足。我们演示了如何一个令人满意的解释所有现有的观测数据的温度-年龄的关系内的“核介质冷却”的情况下达到一个相对论平均场EoS与σ标度的强子有效质量和耦合常数，包括超子。
2017-12-29 astro-ph.HE nucl-th
Impact of the PSR J0740+6620 radius constraint on the properties of high-density matter
PSR J 0740 +6620是已知质量最大的脉冲星，其X射线脉冲轮廓模型最近使用NICER和XMM-牛顿天文台的数据测量了其半径。我们调查这种测量的中子星状态方程（EoS）的影响，采用基于高斯过程的非参数EoS模型，并结合其他X射线，无线电和引力波观测中子星的信息。我们的分析温和地反对支持质量-半径关系中的断开的混合星分支的EOS，强相变的代理，具有$6.9$的贝叶斯因子。对于这样的EOS，从强子到杂化分支的过渡质量被限制在（$1,2$）$M_{\odot}$之外。我们还发现，共形声速边界内中子星的核心，这意味着核心的物质是强烈的相互作用被违反。在$3.60^{+2.25}_{-1.89}$乘以90%可信度的核饱和密度时，声速的平方达到最大值$0.75^{+0.25}_{-0.24}\, c^2$。由于除了引力波观测外，所有的观测都倾向于一个相对刚性的EoS，PSR J 0740 +6620的中心密度只有$3.57^{+1.3}_{-1.3}$乘以核饱和度，限制了在$β$ -平衡状态下的冷的非旋转中子星的密度范围。
2021-09-07 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Equation-of-state-informed pulse profile modeling
Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学安东·潘内科克天文研究所）；University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；SRON（荷兰空间研究所）；Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；ExtreMe Matter Institute EMMI, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（GSI重离子研究中心极端物质研究所EMMI）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）
本文提出一种结合方程状态的先验信息的脉冲轮廓建模方法，通过正常化流改进现有流程，以提高对中子星参数的约束并降低计算成本。
2026-03-25 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Constraining first-order phase transition inside neutron stars with application of Bayesian techniques on PSR J0437-4715 NICER data
本研究利用贝叶斯推断和分段多方状态方程模型分析 NICER 对 PSR J0437-4715 的观测数据，发现纳入该脉冲星数据可增强一阶相变证据并收紧高密度区状态方程约束，但其临界相变质量接近 1.4 倍太阳质量，且当前数据尚不足以给出确定性结论。
2025-05-06 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Revisiting the Possibility of a Sharp Phase Transition in Cold Neutron Stars
Key Laboratory of Nuclear Physics and Ion-beam Application (MOE), Institute of Modern Physics, Fudan University（复旦大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室）；Shanghai Research Center for Theoretical Nuclear Physics, NSFC and Fudan University（国家自然科学基金委理论核物理上海研究中心）；Department of Physics and Astronomy, East Texas A&M University（东德克萨斯农工大学物理与天文系）
该研究从新视角重新审视冷中子星中强子-夸克一阶相变的可能性，通过分析TOV方程中引力与微观相互作用的耦合及热力学一致性要求，证明尖锐一阶相变与TOV解正则条件不相容，建立了约束致密物质状态方程的结构一致性判据。
2025-11-11 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Relation between gravitational mass and baryonic mass for non-rotating and rapidly rotating neutron stars
选取了一组与当前观测结果一致且具有一定最大质量范围的中子星状态方程样本，研究了中子星引力质量$M_g$与重子质量$M_b$之间的关系，以及均匀转动中子星最大质量（$M_{\rm max}$）与非转动中子星最大质量（$M_{\rm TOV}$）之间的关系.我们发现，如果一个人打算申请一个独立的EOS二次，通用的转换公式（$M_b=M_g+A\times M_{g}^2$）的所有EOS，最好的拟合$A$值是0.080非旋转NS和0.073时，考虑不同的自旋周期。变换的残差与$\sim0.1M_{\odot}$一样大。对于不同的近地天体，我们发现非旋转近地天体的参数$A$与$R_{1.4}^{-1}$成正比（其中$R_{1.4}$是1.4 $M_\odot$的近地天体半径，单位为km）.对于一个特定的状态方程，如果采用不同自旋周期的最佳拟合参数，则变换的残差较小，对于二次型为0.01 $M_\odot$，对于三次型小于0.01 $M_\odot$（$M_b=M_g+A_1\times M_{g}^2+A_2\times M_{g}^3$）。我们还发现了一个非常紧密的和一般的相关性之间的归一化的质量增益，由于自旋$Δm\equiv(M_{\rm max}-M_{\rm TOV})/M_{\rm TOV}$和自旋周期归一化的开普勒周期${\cal P}$，即${\rm log_{10}}Δm…
2019-05-09 astro-ph.HE
Plausible presence of new state in neutron stars with masses above $0.98M_{\rm TOV}$
结合多信使数据与前沿理论，利用贝叶斯非参数神经网络模型无关地研究中子星状态方程，发现极高中子星内部声速存在非单调峰值，表明质量大于约0.98倍最大质量的中子星内部很可能存在夸克物质组成的奇异核心。
2023-05-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Bayesian inference of quark star equation of state using the NICER PSR J0030+0451 data
我们使用NICER的PSR J 0030 +0451的质量和半径测量值，在贝叶斯统计方法内约束夸克星的状态方程。三种类型的袋模型，有和没有非零有限夸克质量和/或超流性，夸克星由自约束的奇异夸克物质。在有限夸克质量、夸克配对能隙和单胶子交换的微扰贡献的模型灵活性范围内，我们发现夸克星最大质量的最概然值附近的$90\%$后可信边界是$M_{\rm TOV}=2.38_{-0.23}^{+0.26}\,M_{\odot}$.正则$1.4\,M_{\odot}$夸克星的半径为$R_{\rm 1.4}\sim12.3\,{\rm km}$，小于基于中子星模型的结果。
2021-08-13 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
PSR J0952-0607: Probing the Stiffest Equations of State and r-Mode Suppression Mechanisms
通过分析质量最大、自转最快的中子星PSR J0952-0607，结合贝叶斯框架优化对中子星状态方程的约束，探究其r-模不稳定性稳健性，发现自转效应显著影响状态方程推导，且地壳模型对不稳定性窗口有关键作用。
2025-02-13 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Weighing massive neutron star with screening gravity: A look on PSR J0740+6620 and GW190814 secondary component
中子星（NS）是在极端条件下将引力约束在强场区和核物质上的极好的天然实验室。最近在双星合并事件GW 190814中发现了一个含有$2.59^{+0.08}_{-0.09} M_\odot$的致密天体，如果这个天体是一个NS，它将成为NS状态方程（EoS）的一个强约束，排除了GW 170817事件所青睐的几个软EoS。在这项工作中，我们重新审视的NS考虑变色龙屏蔽（薄壳效应）的NS质量-半径关系的最大质量的问题，其中NS内部的微观物理是由现实的软EOS。我们发现，从适当和合理的组合修改的重力，旋转效应和现实的软EoS，这是可能的，以实现高质量和解释GW 190814的第二个组成部分，作为回报，也NS像PSR J 0740 +6620（最NS大规模确认日期）。结果表明，重力可以发挥重要的作用，在估计最大质量的NS，即使与软EOS，它是可能产生非常高的质量。因此，在这场关于重力和地球轨道之间流体静力平衡的竞争中，如果不首先考虑重力效应，原则上不能完全排除一些软地球轨道。
2020-12-04 astro-ph.HE gr-qc
Systematics from NICER Pulse Profiles Drive Uncertainty in Multi-Messenger Inference of the Neutron Star Equation of State
本研究利用统一贝叶斯框架结合多信使数据量化了NICER脉冲轮廓系统误差对中子星状态方程推断的显著影响，证明其主导了EOS不确定性，并表明联合分析能有效打破模型简并性。
2025-07-16 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
The Multi-Messenger Matrix: the Future of Neutron Star Merger Constraints on the Nuclear Equation of State
中子星（BNS）合并的电磁（EM）信号敏感地依赖于双星的总质量$M_{\rm tot}$，相对于中子星（NS）状态方程（EOS）设定的各种阈值质量，通过NS最大质量$M_{\rm TOV}$和特征半径$R_{1.6}$参数化。通过引力波（GW）发射探测到的BNS合并的EM观测结果具有足够的质量来确定合并残余物的身份，因此可以限制$M_{\rm TOV}$和$R_{1.6}$的值，因为$M_{\rm tot}$和测量良好的啁啾质量之间存在紧密联系。我们阐明了现在和未来的景观EOS约束BNS合并，介绍了“多信使矩阵”，GW和EM可测量定义的事件啁啾群众的范围，提供了最大的杠杆约束EOS之间的映射。通过模拟人口的BNS合并从银河系双NS质量分布，我们表明，$\sim 10$联合检测可以限制$M_{\rm TOV}$和$R_{1.6}$百分之几的水平，系统的不确定性可能变得显着。目前的EOS约束意味着大多数合并将产生超大质量或超大质量的残余物，少数（可能为零）将经历非线性坍缩，而最多只有百分之几的事件将形成无限稳定的NS。为了支持设想的计划，我们主张LIGO/Virgo尽早向科学界发布啁啾质量估计，使观测资源能够以最有效的方式分配，以最大限度地提高多信使发现的科学收益。
2019-06-19 astro-ph.HE
Bayesian analysis of multimessenger M-R data with interpolated hybrid EoS
我们引入了一个家庭的状态方程（EoS）的混合中子星（NS）的物质，得到一个两区的抛物线插值之间的软强子EoS在低密度和一组硬夸克物质EoS在高密度的有限区域内的化学势$μ_H < μ< μ_Q$。固定强子EoS的APR和选择的色超导，非局域NJL模型与两个自由参数的夸克相位，我们进行贝叶斯分析与这个双参数家庭的混合EoS。使用三组不同的观测约束条件，包括PSR J 0740 +6620的质量，GW 170817的潮汐变形能力，以及NICER中PSR J 0030 +0451的质量-半径关系（第1组），而集合2使用来自GW 170817的最大质量的可能上限作为附加约束，集合3代替打火机非对称双星合并GW 190814中的一个天体是一颗中子星。我们确认，在任何情况下，夸克物质的相位必须是彩色超导的无量纲双夸克耦合近似满足Fierz关系$η_D=0.75$和最可能的解决方案之间表现出的比例$η_D$和$η_V$，耦合的排斥矢量相互作用，需要一个足够大的最大质量。我们使用贝叶斯分析与虚拟测量的方法调查的后果，预计不同的半径为大规模的$2~M_\odot$ PSR J 0740 +6220的最可能的状态方程。根据PSR J 0740 +6220的NICER半径测量的实际结果，我们可以得出结论，对于最有可能的混合星，EoS不会支持像$2.5~M_\odot$那样大的最大质量，因此事件GW 19…
2021-10-06 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Probe and Prejudice: Classification of compact objects and model comparison using EOS knowledge
本文利用EOS约束及新NICER测量分析了两个致密天体的性质，确定其大概率为黑洞，并指出PSR J0030+0451的质量半径推断与EOS知识矛盾，同时发现PREX-II的核对称能结果与其他EOS约束存在张力。
2024-11-26 astro-ph.HE gr-qc nucl-ex
Strangeons constitute bulk strong matter-- To test using GW170817
基本的强相互作用决定了脉冲星类致密星的性质，它们本质上是以大块强物质的形式存在。从观测的观点来看，大体积强物质可能由奇异星组成，即具有夸克的三光味对称性的夸克团，因此脉冲星状致密物体实际上可能是奇异星。奇异子星的物态方程用Lennard-Jones模型描述，并用GW 170817的潮汐形变能$Λ$和$M_{\rm TOV}$来约束物态方程.结果表明，由于Lennard-Jones方程模型大多满足GW 170817的潮汐变形约束，因此允许的参数空间相当大。未来对较小$Λ$值的GW探测和较大$M_{\rm TOV}$值的质量测量将有助于更好地约束奇异星模型。
2019-02-17 astro-ph.HE hep-ph
Do we need dense matter equation of state in curved spacetime for neutron stars?
中子星被认为是研究致密强相互作用物质的天然实验室。利用在平坦时空中计算的致密物质状态方程，通过求解TOV方程，预测了中子星的结构。最近，有报道称，弯曲时空效应或特别是引力时间膨胀效应对致密物质的EoS的影响导致中子星的最大质量极限显著增加[Phys. Rev. D \textbf{104}，123005（2021）和J. Cosmol.阿斯特罗帕特02（2021）026]。然而，在这项工作中，我们表明，在广义相对论和相对论流体动力学的框架内研究的致密物质的流体静力学平衡，巨正则EoS的致密物质，$p(T,μ)$，应该是相同的计算在平坦时空，否则它是不符合当地的热力学关系和能量动量守恒的流体。引力仅通过提高温度$T$和化学势$μ$来影响压力$p$，称为托尔曼定律和克莱因定律。我们重写的TOV方程作为一个替代版本，使巨正则EoS使用场论方法计算可以作为一个直接输入。这可以提供一种工具，通过深度学习来研究致密物质的巨正则EoS。
2022-10-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Core States of Neutron Stars from Anatomizing their Scaled Structure Equations
通过剖析TOV方程，解析并验证了中子星最大质量与半径的普适标度关系，结合NICER和XMM-Newton观测数据，首次直接提取出中子星中心EOS的狭窄约束带。
2023-06-14 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Causality alone bounds the maximum radius difference between different-mass neutron stars
University of Stavanger（斯塔万格大学）；University of Coimbra（科英布拉大学）
研究假设共同因果状态方程（EoS）如何关联不同质量中子星半径，并基于手征有效场论（χEFT）在饱和密度附近的EoS，推导出半径差的闭合上界，从而减少独立观测的不确定性。
2026-06-25 astro-ph.HE
PSR J$0952-0607$ and GW170817: Direct Multimessenger Constraints on Neutron Star Equation of State through a Novel Wide-ranging Correlation
利用最重中子星PSR J$0952-0607$的质量和GW170817的潮汐形变率，通过宽范围关联直接约束中子星状态方程，获得高密度下更软且不确定性小的EoS，可用于指示星核成分。
2023-11-16 astro-ph.HE nucl-th
Central Speed of Sound, Trace Anomaly and Observables of Neutron Stars from Perturbative Analyses of Scaled TOV Equations
通过微扰求解标度TOV方程，以独立于状态方程模型的方式研究中子星中心声速、迹反常等性质，发现共形边界在高质量星体中失效，并给出了新的因果边界与极限压强约束。
2023-10-23 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
Cooling of neutron stars with stiff stellar matter
最近关于高质量（$\sim 2~ M_\odot$）中子星PSR J 1614 -2230和PSR J 0348 -0432的证据要求中子星物质具有刚性状态方程（EoS）。致密星（CS）与硬强子EoS的热演化需要应用的“核介质冷却”的情况下，选择适当的质子间隙配置文件连同介质中的影响（如π软化）的冷却机制，以实现满意的解释所有现有的观测数据的温度-年龄关系的CS。在这里，我们专注于两个例子，从\cite{Grigorian:2016leu}的刚性强子EoS没有（DD 2 EoS）和（DD 2 vex）排除体积校正。
2017-02-04 astro-ph.HE nucl-th
Cooling of neutron stars and hybrid stars with a stiff hadronic EoS
在中子星的“核介质冷却”方案中，所有可靠的已知温度-年龄数据，包括仙后座A和XMMU-J 1732超新星遗迹中的中心致密天体的数据，都可以用一组冷却曲线很好地解释，这些曲线是通过在典型观测质量范围内恒星质量的变化获得的。最近测量到的两颗中子星PSR J 1614 -2230和PSR J 0348 -0432的高质量，以及PSR J 0737 - 3039 B和PSR J 1756 -2251的伴星的低质量，为质量在$\sim 1.2$到2 $M_\odot$之间的中子星的存在提供了独立的证据。$M>2 M_{\odot}$值要求中子星物质有足够刚性的状态方程。我们调查的一组中子星冷却曲线的反应，以硬化的核物质状态方程，使最大质量约$2.4 M_\odot$将是可访问的，并解除限制相变，从这样的硬核物质在外核的彩色超导夸克物质在内核。在不重新调整冷却输入的情况下，覆盖刚性DD 2状态方程的所有冷却数据所需的质量范围应包括用于描述CasA快速冷却的$2.426 M_\odot$的质量，而夸克物质核的存在加速了冷却，因此CasA冷却数据用质量为$1.674 M_\odot$的混合星来描述。
2015-03-16 astro-ph.HE nucl-th
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
Relativistic hybrid stars in light of the NICER PSR J0740+6620 radius measurement
我们探讨了最近的半径测定PSR J 0740 +6620的NICER实验结合PREX-II实验的中子皮肤测量和相关的推理的对称性能量的斜率的影响，混合星的结构与一个强大的一级相变从核子到夸克物质。我们将协变的密度泛函核子状态方程与夸克物质的常声速状态方程结合起来。我们表明，从GW 170817得到的半径和潮汐变形范围可以调和的PREX-II实验的含义，如果有一个相变的夸克物质的低质量致密星。在高质量段中，EoS需要具有刚性，以符合质量为$M\simeq 2M_{\odot}$和$M\simeq 1.4M_{\odot}$的PSR J 0740 +6620和J 0030 +0451的大半径推断。我们表明，双星不排除，但质量和半径范围（与$M \geq M_\odot$）被限制在狭窄的域$ΔM_{\rm twin} \lesssim 0.05 M_\odot$和$ΔR_{\rm twin} \sim 1.0$ ~km。我们还表明，在声速平方值为$s=0.6$和$s=1/3$的情况下，孪生配置的存在与GW 190814事件中的光伴星是一颗混合星是相容的。
2021-12-22 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Maximal mass of neutron stars constrained by neutron star observations
HUN-REN Wigner RCP（匈牙利科学院维格纳研究合作中心）；Institute of Technology, MATE（马特大学技术学院）
通过贝叶斯加权框架分析中子星质量-半径序列端点的概率分布，研究高密度物质方程状态的约束，确定最大中子星质量及对应半径的分布。
2026-07-09 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Radial oscillations and gravitational wave echoes of strange stars for various equations of state
我们研究了非旋转奇异星的径向振荡及其三种状态方程的特征回波频率，MIT Bag模型EoS、线性EoS和多变EoS。这些紧凑型恒星的径向振荡的频率计算这些EOS。计算了这三个EOS中每个EOS的22个最低径向频率。首先，对于每一个EoS，我们已经集成的TOV方程数值计算奇异星的径向和压力扰动。接下来，这些恒星的质量-半径关系是使用这三个EOS获得的。然后计算了这些EOS的径向振荡频率。进一步计算了这些恒星的特征引力波回波频率和奇异星回波频率的重复性。我们的数值结果表明，径向频率和回波频率极大地依赖于模型和模型参数的值。我们的结果还表明，奇异星的径向频率是最大的多变EoS相比，MIT袋模型EoS和线性EoS。此外，还发现了MIT Bag模型的EoS和线性EoS奇异星发射的引力波回波。而具有多变EoS的奇异星则不发射引力波回波。
2021-02-09 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
What constraints can one pose on the maximum mass of neutron stars from multi-messenger observations?
本研究结合多信使观测约束，通过蒙特卡洛模拟推断中子星最大质量约为2.49-2.52倍太阳质量，并利用并合残骸类型进一步限制相关参数。
2023-10-11 astro-ph.HE
From existing and new nuclear and astrophysical constraints to stringent limits on the equation of state of neutron-rich dense matter
该研究针对富中子致密物质状态方程（EOS）的约束问题，在贝叶斯框架内整合核物理与天体物理约束并应用于大量EOS候选模型，得出标准中子星半径及TOV质量的严格限制，为极端密度物质性质研究提供关键依据。
2025-04-15 astro-ph.HE gr-qc nucl-ex
Combining the Mass--Radius Posteriors of J0030+0451 Allowing for Unknown Model Systematics
Washington University in St. Louis（圣路易斯华盛顿大学）
本文通过稳健的贝叶斯框架结合J0030+0451的多个质量-半径后验分布，考虑未知系统误差，得到保守且可重复的后验分布，用于中子星物态方程研究。
2026-04-13 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Reconstruction of the Equations of State (EoSs) of Compact Stars using machine and deep learning regression techniques
本文利用机器学习与深度学习回归方法，基于质量-半径曲线数值求解TOV方程，重建了21个强子星和20个夸克星的物态方程，建立了一个可扩展的框架以连接理论天体物理与计算科学。
2025-09-16 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Bayesian Inference of Dense-Matter Equations of State from Small-Radius Compact Stars with Twin-Star Scenarios
School of Physics, Nankai University（南开大学物理学院）；Shenzhen Research Institute of Nankai University（南开大学深圳研究院）；Department of Physics, Faculty of Science, Tianjin University（天津大学理学院物理系）
本文通过贝叶斯方法研究致密物质方程 of state，探讨小半径致密星体是否能被双星情景所容纳，通过约束参数发现相变特征及对潮汐变形性的影响。
2026-04-23 astro-ph.HE nucl-th
Microscopic equation of state of hot nuclear matter for numerical relativity simulations
准确理解致密和热物质的状态方程（EOS）是建模相对论天体物理环境的关键，包括核心坍缩超新星（CCSNe）、质子中子星（PNS）演化和致密二元合并。本文将Bombaci和Logoteta导出的微观零温BL（Bombaci和Logoteta）%核物质状态方程核状态方程推广到有限温度和任意核组成的情况。我们用这个新的状态方程来描述热$β$稳定的核物质，并计算了非旋转PNS的各种结构性质。%质子中子星。我们还应用状态方程进行动力学模拟的球对称CCSN。物态方程是在Brueckner-Hartree-Fock近似下，利用Brueckner-Bethe-Goldstone量子多体理论的有限温度推广导出的。通过数值求解Tolman-Oppenheimer-Schmidoff结构方程计算了中子星的性质。使用AGILE-IDSA程序进行了球面对称CCSN模拟。我们的EOS模型能够再现PNS和球对称CCSN模拟的典型特征。此外，我们的物态方程模型与目前测量的中子星质量，特别是PSR~ J 0348 +0432和PSR J 0740 +6620中中子星的质量$M = 2.01 \pm 0.04 \, M_{\odot}$和$M = 2.14^{+0.20}_{-0.18} \, M_{\odot}$是一致的。最后，我们提出了一个可行的机制，以产生低质量黑洞（$M \sim 2M_{\odot}$），可能…
2020-12-07 astro-ph.HE nucl-th
Confronting new NICER mass-radius measurements with phase transition in dense matter and twin compact stars
本文用允许强一阶相变的混合状态方程模型对比NICER脉冲星质量-半径数据，发现两种情景下模型支持孪生星作为半径差异的自然解释。
2025-02-05 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Astrophysics equation of state inference with Bayesian chiral effective field theory uncertainties
Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；ExtreMe Matter Institute EMMI, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（极端物质研究所EMMI，GSI重离子研究中心有限公司）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）
本文研究了利用贝叶斯奇偶有效场论不确定性推断天体物理方程状态，结合LIGO/Virgo、NICER和脉冲星质量观测数据，探讨了方程状态分布及对质量-半径后验结果的影响。
2026-11-13 astro-ph.HE nucl-th
What constraints on the neutron star maximum mass can one pose from GW170817 observations?
引力波探测到的第一个双中子星合并事件的合并后产物GW 170817依赖于中子星状态方程（EoS），尚未得到很好的确定。本文基于对快速自旋中子星的观测和与地球自转无关的普适关系，讨论了对非自旋中子星最大质量$M_{\rm TOV}$的限制。如果合并产物是一个黑洞后，一个短暂的超大质量中子星（HMNS）阶段，我们推导出$M_{\rm TOV} < 2.09^{+0.11}_{-0.09}(^{+0.06}_{-0.04}) M_{\odot}$在2 $σ$（1 $σ$）水平。大质量中子星（MNS）的情况下，无论是超大质量中子星（SMNS），甚至是稳定的中子星（SNS），也是允许的数据。在$2σ$（$1σ$）置信水平下，我们推导了SMNS情况下的$2.09^{+0.11}_{-0.09}(^{+0.06}_{-0.04} M_{\odot}) \leq M_{\rm TOV}< 2.43^{+0.10}_{-0.08}(^{+0.06}_{-0.04}) M_{\odot}$和SNS情况下的$M_{\rm TOV} \geq 2.43^{+0.10}_{-0.08}(^{+0.06}_{-0.04})M_{\odot}$。在MNS的情况下，我们还讨论了中子星的参数（偶极磁场强度在表面$B_p$和椭圆率$ε$），影响自旋的历史上的约束，通过考虑不同的MNS的生存时间，例如300 s，1 d…
2020-03-18 astro-ph.HE
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
EoS's of different phases of dense quark matter
致密恒星的内部具有显着的高密度，可以引起夸克退禁闭相，可以打开一个窗口，研究强相互作用的致密核物质。最近对PSR J1614-2230和PSR J 0348 +0432这两颗双星质量的观测，对它们的组成提出了很大的限制，因为它们的状态方程必须足够硬，才能支持至少两个太阳质量的质量。夸克的出现往往会软化状态方程，但由于它们的强相互作用，不同的相位可以用新的参数来实现，这些参数会影响相应的状态方程，并最终影响质量-半径关系。在本文中，我将审查如何的状态方程的致密夸克物质的物理特性的影响，可以发生在不同的重子密度与存在和不存在的磁场的相位，以及它们与相应的质量-半径关系，这可以通过使用不同的模型推导。
2017-03-27 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
New class of hybrid EoS and Bayesian M-R data analysis
我们系统地探讨了一类新的两相状态方程（EoS）的混合星，其特点是由三个主要特征：（1）由于夸克交换效应，核EoS在过饱和密度下变硬（泡利阻塞）之间的强子，由排除体积校正建模，（2）由于多夸克相互作用，夸克物质在高密度下的硬化;（3）具有早期开始和大密度跳跃的强一级相变的可能性。第三个特征来自麦克斯韦构造，用于从核到夸克物质相的可能跃迁，其性质分别取决于用于（1）和（2）的两个参数。改变这两个参数，得到一类混合EoS，产生解决方案的托尔曼-奥本海默-托洛霍夫（TOV）方程的序列强子和混合星的质量半径图，其中涵盖了全方位的模式，根据Alford-Han-Prakash分类，其中一个混合星分支可以是不存在的，连接或断开与强子之一。后一种情况通常包括一个微小的连接分支。不连通的混合星分支，也被称为“第三家族”，对应于具有相同引力质量但不同半径的高质量双星。我们进行了贝叶斯分析，并证明了这样一对高质量的双星的观察将有足够的鉴别力，有利于混合EoS与一个强大的一阶相变替代EoS。
2016-03-10 astro-ph.HE nucl-th
Three-dimensional equation of state extension of quark matter in Fermi-liquid theory
Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院云南天文台）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文基于费米液体理论，扩展了夸克物质的三维方程状态，考虑热和非平衡效应，并通过模拟验证了其在中子星和超新星中的有效性。
2025-11-11 astro-ph.HE nucl-th
Neural network reconstruction of the dense matter equation of state from neutron star observables
强相互作用冷、热超密QCD物质的物态方程仍然是核天体物理领域的一个重大挑战。随着对中子星质量、半径和潮汐形变率测量的进展，电磁波和引力波观测表明，中子星在制约超致密QCD物质的起源中起着重要作用。在这项工作中，我们提出了一种新的方法，利用深度学习技术从质量半径（M-R）观测中重建中子星EoS。我们采用神经网络（NN）代表EoS在一个独立的模型的方式，在$\sim$ 1-7倍的核饱和密度的范围内。实施无监督自动微分（AD）框架以优化EoS，从而通过TOV方程产生最适合观测的M-R曲线。我们证明了这种方法的工作原理是在模拟数据上重建EoS，即，质量-半径对源自随机生成的多方EoS。重建的EoS以合理的精度拟合模拟数据，仅使用11个模拟M-R对观测值，接近当前实际观测值的数量。
2022-09-02 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
A Nuclear Equation of State Inferred from Stellar r-process Abundances
双中子星合并（NSMs）已被证实是最重的可观测元素的快速中子捕获（r-）过程的来源之一。然而，模拟NSM流出-从总喷出物质量到它们的元素产率-取决于未知的控制中子星结构的核物质状态方程（EOS）。在这项工作中，我们推导出一个唯象状态方程，假设NSM是重元素物质的主要来源，在贫金属星的r-过程丰度模式。我们从一个粒子数合成模型出发，得到了合并中子星双星的粒子数，并计算了它们与地球自转轨道相关的元素产额。假设这些合并是负责大多数的r-过程元素中的金属贫星，我们发现参数代表的状态方程的理论NSM产量重现来自金属贫星的观测丰度。对于我们的概念验证假设，我们发现EOS比当前约束稍微软一些，但仍然符合当前约束，例如，由中子星内部成分探测器，用$R_{1.4}=12.25\pm 0.03$ ~km和$M_{\textrm TOV}$的$2.17\pm 0.03$ ~M $_\odot$（统计不确定性，忽略模拟系统学）。
2022-02-28 astro-ph.HE nucl-th
Correlations between the Neutron Star Mass-Radius Relation and the Equation of State of Dense Matter
本文提出一种解析反演TOV关系的方法，利用中子星质量-半径曲线与状态方程间的强关联，通过半普适幂律关系高精度重构致密物质EOS，并可作为贝叶斯方法的替代方案。
2025-04-14 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
