A new criterion for the existence of dark matter in neutron stars
本文通过双流体TOV方程研究暗物质混合中子星，发现固定质量下较小正常物质半径与较大潮汐形变率的负相关关系可作为中子星中存在暗物质的新判据，并可用于约束暗物质参数。
2023-12-28 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Generating ultra-compact neutron stars with bosonic dark matter
本研究探究掺自相互作用标量玻色暗物质的中子星性质，发现可形成核心半径小于7千米、最大质量达3.4倍太阳质量、紧致度超1/3的稳定超紧致构型，可解释反常致密星观测并约束暗物质自相互作用。
2024-12-10 astro-ph.HE nucl-th
Neutron Dark Decay and Exotic Compact Objects
Aristotle University of Thessaloniki（萨洛尼卡亚里士多德大学）；Czech Technical University（捷克理工大学）
本研究通过中子暗衰变解释奇异致密天体的存在，提出暗物质与强子物质共存的内在机制，无需外部过程。
2026-02-04 astro-ph.HE nucl-th
Implications of the recent neutron decay measurements on the properties of compact objects -- a dark star with nucleonic shell ?
该研究基于中子衰变中1%事件不发射质子的观测，提出衰变产生两个约半中子质量暗粒子的情景，并据此约束其质量与矢量暗玻色子耦合，预言具有核饱和密度核子壳层的暗星结构。
2025-07-23 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
$f$-mode oscillations of dark matter admixed quarkyonic neutron star
本研究在Cowling近似下系统研究了含暗物质的夸克物质中子星的$f$-模振荡，发现转变密度、QCD禁闭尺度和暗物质费米动量显著影响振荡频率，但振荡性质间的普适关系依然稳健。
2024-12-09 astro-ph.HE nucl-th
Dark decay of the neutron
中子进入暗物质和其他粒子的新衰变通道已经被提出来解释长期存在的中子寿命与飞行中衰变的中子寿命之间的差异。许多这样的情况已经被它们对中子星的影响排除了，衰变成暗物质加上光子的情况也已经被实验排除了。在这里，我们探讨了暗狄拉克费米子$χ$和暗光子$A'$的衰变，这可以与所有的限制，如果$χ$是一个次显性的组成部分的暗物质。如果暗光子质量与耦合比为$m_{A'}/g' \lesssim (45-60)\,$ MeV，则中子星约束被规避，这取决于核物质状态方程。$g'$以及U（1）$'$和电磁之间的动力学混合受到直接和间接暗物质探测、超新星约束和宇宙学极限的严格约束。
2018-07-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark matter admixed neutron star as a possible compact component in the GW190814 merger event
通过对GW 190814的观测资料分析，对该事件的次级分量进行了约束。利用相对论平均场模型计算了致密天体的质量-半径分布和潮汐变形能力，将致密天体看作是一颗大质量的中子星，其内部存在暗物质粒子，随着暗物质含量的增加，中子星的最大质量、半径和潮汐变形能力减小.我们观察到，预测的属性是一致的，与GW 190814的观测数据，这表明暗物质混合中子星的可能性，如果底层的核物质状态方程是足够的刚性。
2021-09-04 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Strongly Interacting Dark Matter admixed Neutron Stars
University of Graz（格拉茨大学）
研究强相互作用暗物质对中子星的影响，通过QCD-like one-flavor G2 gauge理论验证非阿贝尔暗物质方程，确认其与观测数据一致。
2026-03-04 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Rapidly spinning dark matter-admixed neutron stars
本研究建模了暗物质独立自转的均匀自转中子星，考察共转与反转情景下暗物质对质量-半径关系、开普勒极限和转动惯量等宏观性质的影响，为自相互作用暗物质的天体物理意义提供新见解。
2025-06-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The Dark Side of Neutron Stars
我们回顾了严格的限制，不对称玻色子暗物质的基础上观察老中子星。在一定条件下，暗物质粒子以非对称玻色子WIMP的形式可以有效地被捕获到附近的中子星上，在那里它们可以迅速热化并集中在恒星的核心。如果某些条件得到满足，WIMP粒子群可能会因引力而坍缩，形成一个黑洞，最终摧毁恒星。基于附近古老的中子星的存在，我们可以排除某些类别的暗物质候选者。
2013-08-14 astro-ph.HE
Effects of dark matter on the nuclear and neutron star matter
研究了暗物质对表征超密丰中子核子物质状态方程的核物质参数的影响。本文利用扩展的相对论平均场模型，分析了对称和非对称核物质在有暗物质存在时的不可压缩性、对称能及其高阶导数等核物质的可观测量。计算还扩展到β稳定物质，探索中子星的属性。利用NL 3、G3和IOPB-I力分析了暗物质对对称核物质、纯中子物质和中子星的影响。在考虑和不考虑暗物质与核物质相互作用的情况下，计算了每个粒子的结合能和压强。分析了暗物质对对称能及其各系数的影响。由于核物质介质中暗物质的存在，对不可压缩性和偏度参数有很大的影响。将计算结果推广到中子星，得到了有无暗物质贡献的静态和旋转中子星的质量、半径和转动惯量。旋转的中子星的质量由于以质量脱落极限的频率快速旋转而发生显著变化。暗物质的影响被发现是重要的一些核物质参数，这是至关重要的天体物理对象的属性。
2021-11-25 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Dark matter effects on the properties of hybrid neutron stars
School of Mathematics and Physics, China University of Geosciences（中国地质大学数学与物理学院）；INFN, Sezione di Catania, Dipartimento di Fisica, Universitá di Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部卡塔尼亚大学物理系）
暗物质影响混合中子星的相变临界质量、可能引发夸克物质形成并降低振荡频率。
2026-02-13 astro-ph.HE nucl-th
Effects of Dark Matter on the Spontaneous Scalarization in Neutron Stars
本研究在标量-张量引力框架下，利用基于星系旋转曲线和费米子自相互作用暗物质的状态方程，发现暗物质压力对中子星自发标量化有显著影响，且GW170817和4U 1820-30中的恒星可能为标量化暗物质混合中子星。
2024-09-11 astro-ph.HE gr-qc
Feasibility of Dark Matter in Neutron Stars: A Quantitative Analysis
本研究通过相对论平均场等模型定量分析暗物质对中子星性质的影响，结合引力波与X射线观测数据修正模型，验证C-Love关系的有效性，还探究了sigma-cut势和星震振荡模式的作用，为理解中子星内部与暗物质提供新依据。
2025-02-23 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Neutron stars with spin polarized self-interacting dark matter
暗物质是宇宙的重要组成部分，它可以影响中子星中的可见物质。暗物质的一个重要物理特征是由于暗物质粒子的自旋。本文应用中子星物质的分段多方状态方程和自旋极化自相互作用暗物质的状态方程，研究了自旋极化自相互作用暗物质对中子星结构的影响.考虑了不同暗物质自旋极化和暗物质粒子相互作用值的中子星物质和暗物质部分的行为。此外，我们提出的价值的引力红移的这些恒星在不同的情况下，自旋极化和自相互作用的暗物质。
2018-04-18 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Tidal Deformability of Dark Matter Admixed Neutron Stars
中子星的潮汐性质可以通过吸入的双中子星发射的引力波来测量，并被用来约束中子星的状态方程。本着同样的精神，我们研究了暗物质混合中子星的无量纲潮汐形变。潮汐勒夫数计算在一个两流体的框架。将暗物质模型化为理想费米气体或自相互作用玻色子，计算了暗物质混合星的无量纲潮汐勒夫数和无量纲潮汐形变。在中等质量暗物质含量范围内，无量纲潮汐变形能力从与纯正常物质星相似急剧变化到与纯暗物质星相似。在此基础上，利用暗物质质量分数较高时无量纲潮汐形变-质量关系的自相似性，提出了一种通过大质量致密星潮汐性质研究暗物质参数的方法.
2022-07-06 astro-ph.HE
Dark matter and bubble nucleation in old neutron stars
我们研究了在老中子星致密冷核中，由于存在自湮灭的暗物质组分$χ$而引起的夸克物质液滴成核的几率。使用一个参数化的形式的状态方程的强子和夸克相的普通物质，我们探索的热力学条件下，液滴形成的能量注入促进$χ$自湮灭。我们得到的液滴成核时间作为暗物质候选质量，$m_χ$的函数。我们讨论进一步的观测结果。
2019-11-10 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Heating Neutron Stars with Inelastic Dark Matter and Relativistic Targets
本文研究中子星捕获非弹性暗物质产生的加热效应，推导了相对论性非弹性散射的最大质量间隙解析式并计算捕获率，发现中子星约束优于地面探测，是寻找暗物质的重要靶标。
2023-01-20 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Asymmetric Bosonic Non-interacting Dark Matter with Neutron Stars
中子星中心暗物质坍缩形成的小黑洞的霍金蒸发在非对称玻色子非相互作用暗物质粒子质量约束的松动中起着关键作用。与以前的工作不同的是，我们表明，这样一种暗物质是可行的质量范围从3.3 GeV到~ 10 TeV，其中涵盖了最有吸引力的区域，包括首选的非对称暗物质质量~ 5.7 GeV，以及5-15 GeV的范围青睐DAMA和CoGeNT。
2012-04-11 astro-ph.HE
$g$-mode oscillations of dark matter admixed neutron stars
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天文与天体物理中心）；Department of Physics and Astronomy, California State University Long Beach（加州州立大学长滩分校物理与天文学系）
本文研究暗物质混入中子星中的g模式振荡，探讨暗物质自相互作用、核子有效质量及暗物质分数对g模式频率的影响，并讨论通过g模式识别暗物质的前景。
2025-11-13 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gravitational Waves from Compact Dark Objects in Neutron Stars
暗物质可能由致密暗天体（CDO）组成。我们发现中子星内部CDO的振荡可以成为一个可探测的引力波源。GW应变振幅取决于CDO的质量，其频率通常在3-5 kHz的范围内，由恒星的中心密度决定。在最好的情况下，LIGO可能对质量大于或等于$10^{-8}$太阳质量的CDO敏感。
2019-02-12 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Warming Nuclear Pasta with Dark Matter: Kinetic and Annihilation Heating of Neutron Star Crusts
中子星是下一代暗物质绝佳的热侦测器，在其深引力阱中加速到相对论速度的暗物质的散射和湮灭会加热中子星。然而，中子星核心的动力学是不确定的，这使得目前很难明确计算该区域的暗物质散射。另一方面，中子星外层的物理学，地壳，更有力地理解。我们发现，仅与低密度地壳散射的暗物质仍然会将中子星动力学加热到未来望远镜可探测到的红外温度。我们发现，对于自旋无关和自旋相关的散射核子，地壳只有横截面的灵敏度是$10^{-43} - 10^{-41}$ ~cm $^2$的暗物质质量为100兆电子伏$-$ 1 PeV，与最好的灵敏度所产生的暗物质散射地壳成分称为核面食（包括gagelchi，意大利面条，和千层面阶段）。对于质量从10 eV到1 MeV的暗物质，灵敏度为$10^{-39} - 10^{-34}$ ~cm $^2$，它是由地壳内中子超流体中激发集体声子模引起的。此外，对于任何$s$波或$p$波湮灭暗物质，我们表明，暗物质将有效地湮灭热化只是与中子星地壳，无论是否暗物质曾经与中子星核心散射。这意味着任何具有高达200 MeV非弹性质量分裂的电弱相互作用暗物质，包括希格斯玻色子，都能在中子星中有效湮灭。我们的结论是，中子星壳在中子星的暗物质散射和湮灭中起着关键作用。
2020-03-20 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Double dark-matter admixed neutron star
中子星中的暗物质可以从其前身的一生中存在，也可以被这个紧凑的物体捕获。通过每一步进入中子星的暗物质的性质可能各不相同。在这里，我们研究了暗物质对中子星结构的影响。本文将二流体理论推广到三流体理论，并利用星系转动曲线的物态方程，研究了双暗物质混合中子星的结构。被认为是这些恒星的中子和暗物质部分的行为。此外，还研究了暗物质状态方程对可见光和暗物质贡献不同的恒星的影响。研究了这些恒星在不同暗物质状态方程下的引力红移。
2018-07-04 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Cooling of dark neutron stars
Fudan University（复旦大学）；INFN Sezione di Catania, Dipartimento di Fisica, Universitá di Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部、物理学系、卡塔尼亚大学）；University of Geosciences, Wuhan（武汉地球科学学院）；Shanghai Research Center for Theoretical Nuclear Physics, NSFC, Fudan University（国家自然科学基金委上海理论核物理研究中心，复旦大学）
研究暗物质混入中子星的冷却过程，发现快速直接Urca冷却和合理质子配对间隙对冷却数据至关重要，暗物质影响恒星结构和冷却特性。
2025-12-27 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Constraints on the fermionic dark matter from observations of neutron stars
研究了非对称费米子暗物质对中子星性质的影响，包括潮汐变形能力、质量、半径等，给出了暗物质粒子在中子星核内形成致密结构或在其周围形成扩展晕的条件，表明致密的暗物质核导致总引力质量和潮汐变形能力比纯重子星减小，而暗物质晕的存在增加了这些可观测的量。通过对现有的天体物理和引力波的限制，LIGO/Virgo合作设置与最近的结果在银河系中的空间分布的暗物质，我们确定了一个新的上限的质量和分数的暗物质粒子内部紧凑的恒星。此外，我们还表明NS周围扩展晕的形成与GW 170817潮汐变形约束不相容。
2021-11-26 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Neutrino and Gamma-Ray Signatures of Inelastic Dark Matter Annihilating outside Neutron Stars
本研究提出中子星外非弹性暗物质湮灭的新搜寻方案，分析银心中子星族群的相关信号，利用H.E.S.S.观测设置暗物质-核子非弹性截面约束，并预测未来望远镜的探测灵敏度。
2024-04-15 astro-ph.HE hep-ph
Neutron Stars and Dark Matter
该研究探究环境对中子星质量的影响，发现靠近银心时暗物质吸积增多会改变中子星结构、降低其质量，超临界累积会致其坍缩为黑洞，还借此约束了暗物质相关作用截面。
2024-10-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Mirror Neutron Stars: How QCD can be used to study dark matter through gravitational waves
由于缺乏弱相互作用的暗物质的经验证据，我们有理由寻找其他的候选者，比如一个与标准模型具有相似数量粒子的封闭暗扇区。双希格斯镜像物质就是这样一个模型，它是标准模型的孪生子，粒子质量比解决层次问题的标准模型重3- 6倍。这一般预测镜像中子星，完全由镜像核物质组成的简并物体。我们发现它们的结构使用一个现实的状态方程从地壳（核）到核心（相对论平均场模型）和规模的粒子质量使用格点量子色动力学的结果。我们发现镜像中子星具有独特的特征，可以通过引力波和双星探测到，这为探测暗物质提供了一种有趣的可能性。
2022-07-26 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Neutron Stars with Baryon Number Violation, Probing Dark Sectors
中子寿命异常被用来激发新物理学的引入，新物理学中隐藏的扇形粒子与重子数相耦合，而中子星对新物理学提供了强有力的约束。虽然中子寿命异常可能最终被证明是平凡的起源，我们用它作为动机的重子数违反，无论是真实的或明显的，和黑暗的部门可以interrupt和如何中子星观测，现在和未来，可以约束他们的方式进行更广泛的审查。
2022-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Nucleon Structure and Strong Interactions in Dark Matter Capture in Neutron Stars
我们概述了在中子星的暗物质捕获率的大多数评估中缺少的两个重要影响。由于暗物质与恒星中核子的散射涉及大的动量转移，核子结构必须通过强子形状因子的动量依赖性来考虑。此外，由于中子星物质的高密度，我们应该考虑核子相互作用，而不是将核子建模为理想的费米气体。适当地将这些影响被发现抑制暗物质捕获率高达四个数量级的最重的恒星。
2022-11-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing Dark Sectors with Neutron Stars
本文探讨中子与介子弱衰变测量中的异常，提出暗扇区新粒子可能性，并利用中子星观测约束这些模型，强调致密物质中粒子过程的影响及其与宇宙起源模型的关联。
2024-02-02 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Thermal Relaxation of Dark Matter Admixed Neutron Star
受中子星有效捕获暗物质的各种理论研究的启发，我们探讨了捕获的暗物质对中子星冷却机制的可能间接影响。利用相对论平均场方法，在IOPB-I参数集下，得到了有限温度下不同构型暗物质混合星的物态方程。我们表明，在暗物质动量的变化极大地修改了中微子发射率通过特定的中微子产生过程的恒星。此外，还研究了一颗暗物质混合星的比热和热导率，以探索冷却波在恒星内部的传播。还讨论了理论表面温度冷却曲线与恒星物质的状态方程和化学成分的关系，以及各种来源的热辐射观测数据。我们观察到，暗物质与$k_{f}^{\rm DM} > 0.04$混合的典型恒星符合快速冷却的情况。此外，还计算了不同暗物质动量下的内部热弛豫期度规，得出了暗物质段的增加会放大恒星的冷却速率和内部弛豫速率的结论。
2022-05-04 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Dark matter transport properties and rapidly rotating neutron stars
中子星是寻找暗物质的好地方，因为它们的高密度允许重复的相互作用。大质量弱相互作用粒子（WIMP）可以在中子星的核或壳中有效地散射。在本文中，我们专注于WIMP的贡献，如剪切粘度或热导率的输运性质，因为这些可以大大提高长的平均自由程。我们推测WIMP增加了中子星物质的剪切粘度，并有助于稳定r模式振荡。这些是集体振荡，其中回复力是科里奥利力。目前，在许多观测到的快速旋转的恒星中，r模被认为是不稳定的。如果WIMP稳定了r模式，这将允许中子星快速自旋。这可能要求WIMP-核子截面接近目前的实验极限，并且中子星中WIMP的密度适当。
2012-05-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Constraining Mirror Dark Matter Inside Neutron Stars
我们研究了中子星内部是普通物质和镜像暗物质混合物的可能性。这是一种可以根据充分研究的吸积机制（包括邦迪-霍伊尔机制）自然设想的情景。我们发现，在中子星模型中包含镜像暗物质降低了给定状态方程下中子星的最大质量，并且它降低了给定中子星的潮汐变形能力。这些一般特征意味着，给定一个状态方程，人们可以约束中子星中镜像暗物质的最大可行量，以始终满足现有的最大质量和潮汐变形约束。相反，使用潮汐变形测量来排除状态方程需要对中子星中包含的镜像暗物质的数量做出假设。最后，镜像暗物质的存在也改变了将中子星的潮汐变形性与其致密性联系起来的普遍关系。因此，在考虑外来模型（如本文所讨论的模型）时必须谨慎。
2020-11-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Numerical Simulations of Dark Matter Admixed Neutron Star Binaries
对致密双星合并的多信使观测提供了一种新的方法来限制可能在中子星内部和周围积聚的暗物质的性质。在这篇文章中，我们扩展了我们的数值相对论代码BAM的基础设施，使模拟的中子星，包含一个额外的镜像暗物质组件。我们进行单星测试，以验证我们的代码和第一个二元中子星这种模拟。我们发现，暗物质的存在减少了合并残余物的寿命，有利于迅速坍缩成黑洞。此外，我们发现在合并时间相同的总质量和质量比，但不同数量的暗物质的系统的差异。最后，我们发现，混合有暗物质的中子星合并产生的电磁信号不太可能像它们的暗物质自由对应物那样明亮。鉴于多信使设施的灵敏度越来越高，我们的分析为如何探测暗物质的存在提供了一个新的视角。
2022-06-22 astro-ph.HE gr-qc
Impact of dynamical dark energy on the neutron star equilibrium
研究了中子星内部最小耦合标量场暗能量的密度分布。暗能量在流体力学表示中被认为是具有三个参数（背景密度、状态方程和有效声速）的理想流体。中子星的物质是用三个统一的状态方程来模拟的，这三个方程是由Montreal小组开发的。利用计算得到的中子星内部暗能量的密度分布（及其与暗能量参数的依赖关系），我们研究了暗能量的存在如何影响中子星的宏观特征和质量极限值。从这种影响中，我们借助观测到的中子星的最大已知质量，推导出对暗能量有效声速的可能约束。在这种方法中，我们已经发现，以光速的平方为单位，声速的平方不能小于$\sim 10^{-2}$。
2020-09-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Searching for Dark Matter with Neutron Star Mergers and Quiet Kilonovae
我们确定了新的天体物理学特征的暗物质，内爆中子星（NS），这可以决定性地测试是否NS内爆暗物质是负责失踪的恒星在银河系中心，一些$r$过程元素的来源，和快速射电暴的起源。首先，NS坍缩的暗物质在中子星内部形成$\sim 10^{-10}$太阳质量或更小的黑洞，这些黑洞将中子星转化为$\sim$ 1.5太阳质量的黑洞。这减少了LIGO/Virgo（LV）所看到的中子星合并的数量，以及DES，BlackGEM和ZTF等望远镜所看到的相关合并千新星的数量，而是产生了包含$\sim$ 1.5太阳质量黑洞的“黑色合并”。第二，由暗物质引发的中子星内爆可能会产生一种新的千诺瓦，这种千诺瓦缺乏可探测的、伴随的引力信号，我们称之为“安静的千诺瓦”。“使用DES数据和银河系的r过程丰度，我们限制了安静的千新星。第三，星系中中子星并合kilonovae和宁静kilonovae的空间分布可用于探测暗物质。NS坍缩的暗物质摧毁了盘状星系中心的大多数中子星，因此中子星合并千新星在大半径处大多会出现在一个甜甜圈中。我们发现，只有10个中子星合并kilonova事件，位于$\sim$ 1千秒差距的精度可以验证或排除暗物质引起的中子星内爆在$2 σ$信心，探索暗物质-核子截面4-10个数量级低于目前的直接检测实验极限。同样，NS坍缩的暗物质作为快速射电暴的来源，可以在$2 σ$置信度下进行测试，一旦20个爆发被C…
2018-03-20 astro-ph.HE hep-ph
Differentially rotating neutron stars with dark matter cores
INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所，格兰萨索国家实验室）；University of Southampton（南安普顿大学）；Sofia University ``St. Kliment Ohridski（索菲亚大学）；Eberhard Karls University of Tübingen（蒂宾根大学）；Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院）
本研究通过扩展RNS代码，探讨暗物质核心对中子星残骸差分旋转行为的影响，利用自相互作用的玻色凝聚态模型分析其对中子星结构和演化的作用。
2025-12-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Fermionic Light Dark Matter particles and the New Physics of Neutron Stars
暗物质构成了目前公认的宇宙模型中的大部分物质。在中子星中，普通重子物质的极端条件，即高密度和致密性，使得这些物体适合于引力吸积这样一个大质量的组分，只要在当前的实验灵敏度水平上，亮区和暗区之间的相互作用强度。我们认为几个不同的DM现象学模型，从目前允许的无数。在这方面的贡献，我们审查天体物理方面的兴趣，在相互作用的普通物质和费米光暗物质组成部分。我们专注于内部核介质的核心和外层，即地壳，讨论一个新的黑暗部门的影响，在相关的恒星量（热）能量传输，如热导率或发射率。
2017-10-18 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Algorithm for Dark Matter-Admixed Neutron Stars
本文提出LALSuite的扩展Darksuite，基于双流体TOV方程模拟暗物质混合中子星，通过潮汐形变率计算引力波相位偏移，以探测暗物质并约束中子星状态方程。
2025-08-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Relativistic capture of dark matter by electrons in neutron stars
暗物质可以捕获中子星并将其加热到可观测的光度。我们研究了暗物质对高度简并电子的相对论散射。我们发展了一个洛伦兹不变量理论来计算暗物质的俘获几率，该理论考虑了目标粒子的相对论运动和泡利不相容原理。我们发现，实际的捕获概率可以是五个数量级大于使用非相对论方法估计。对于质量为$10~{\rm eV}\textup{--}10~{\rm PeV}$的暗物质，中子星的加热补充，可以比地面直接探测搜索更敏感。投影的灵敏度区域表现出的特点，表现出丰富的运动学和泡利之间的相互作用的DM-电子系统阻塞。我们的研究结果表明，古老的中子星可能是发现亲轻暗物质最有希望的目标。
2020-09-04 astro-ph.HE hep-ph
NICER neutron stars with dark energy and dark matter: effects on the inferred equation of state
University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；Foundational Questions Institute (FQxI)（基础问题研究所）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
本研究对比含暗能量或暗物质核心的中子星与纯重子星，发现暗能量模型受观测约束更强，且质量-半径观测无法探测暗物质核心，需其他探针。
2026-09-15 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Search for Dark Matter Effects on Gravitational Signals from Neutron Star Mergers
基于最近探测到的中子星合并产生的引力波信号，我们分析了暗物质对这种信号的可能影响。我们发现，合并中子星的暗物质核心可能会产生一个可观察到的补充峰的引力波功率谱密度合并后，这可以从中子组件所产生的功能区分。
2018-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Novel neutron decay mode inside neutron stars
我们探讨的建议，中子寿命之谜可能会解决的中子衰变到暗物质的过程，n \rightarrow χχ，其中χ的质量的三分之一的中子。特别是，我们检查这样的衰变模式的中子星的性质的后果。与先前提出的衰变模式不同，为了满足对中子星质量和潮汐形变的约束，暗物质粒子之间不需要强排斥力。这项研究表明，在中子星的核心有热的暗物质的可能性，并提出了一个可能的机制，暗物质冷却，并检查中子衰变的可能信号，以这种方式在中子星的诞生后。
2022-08-25 astro-ph.HE hep-ph
Dynamical evolution of dark matter admixed neutron stars
我们第一次动态演化的暗物质混合中子星与费米子暗物质。这些系统是中子星的普通核物质和暗物质的混合物。为了执行我们的动态演化，我们推导出运动方程，在守恒形式，球对称系统与任意数量的完美流体。使用有限体积和高分辨率的激波捕捉方法，我们动态地发展的两个流体的情况下，第一流体模拟普通物质和第二流体模拟暗物质。我们使用我们的动态解决方案，研究非线性稳定性，径向振荡频率，和动态形成过程。
2022-01-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Neutron stars at the dark matter direct detection frontier
中子星有效地捕获了暗物质。在捕获过程中传递的动能加热了本地星系晕中的老中子星，使其温度达到即将到来的红外望远镜可以探测到的温度。我们推导出该探头的有效运营商的框架中的灵敏度。对于比GeV重的暗物质，我们发现，中子星加热可以设置有效的运营商截止的数量级强于可能从地面直接检测实验的情况下，自旋相关和速度抑制散射的限制。
2017-07-29 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Is there a hidden connection between massive neutron stars and dark matter in cosmology?
天文观测揭示了相对论天体的质谱中的一个空白：黑洞和2 - 5个太阳质量的中子星都没有被观测到。在这篇文章中，我继续在介绍的情况下，揭示了一个可能隐藏的大质量中子星（MANS），暗物质和暗能量在宇宙学之间的联系。因此，当嵌入MANS的弯曲时空将核物质压缩到超过临界核上密度$n_{cr},$时，通常在中子之间传递剩余核力的介子可以通过频繁地与背景中的标量场$ϕ$相互作用来获得能量。当介子的有效能量变得与包裹夸克的袋子能量相当时，中子合并在一起并形成一个超级重子（SB），其内部由不可压缩的胶子-夸克超流体组成。事实证明，这个过程具有失控的特性：它使超级重子的质量和体积从内到外不断增长，最终将整个物体变形为完全不可见的暗胶子-夸克物体，实际上与孤立的恒星黑洞无法区分。这些物体在聚集成团时无法与其他物体合并，这使它们成为黑洞和宇宙学中暗物质晕的绝佳候选者。
2017-05-18 astro-ph.HE cond-mat.quant-gas gr-qc
Improved Treatment of Dark Matter Capture in Neutron Stars
中子星为研究暗物质粒子的性质及其相互作用提供了一个宇宙实验室。暗物质可以通过散射被中子星捕获，其中动能被转移到恒星。这可能会产生许多观测结果，例如将旧的中子星加热到红外线温度。捕获过程的先前处理采用了各种近似或简化。我们在这里提出了一个改进的治疗暗物质捕获，有效的广泛的暗物质质量范围内，正确地纳入所有相关的物理效应。这些包括引力聚焦，完全相对论散射处理，泡利阻塞，中子星不透明度和多次散射效应。我们提供的一般表达式，使精确的捕获率进行数值计算，并推导出简化的表达式，是有效的特定的相互作用类型或质量制度，大大提高了计算效率。我们的形式适用于任何中子星成分的暗物质的散射，或在其他紧凑的对象中的暗物质的捕获。
2020-09-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter interpretation of the neutron decay anomaly
我们在标准模型中加入了一个新的费米子$χ$，它的重子数最小为1/3。中子衰变$n \to χχχ$到非相对论性$χ$可以解释中子衰变异常，与来自中子星的边界相一致。$χ$可以是暗物质，它的宇宙学丰度可以由冻结在$T \sim m_n$中占主导地位的物质产生。相关的过程$n \to χχχγ$，氢衰变${\rm H}\to χχχν(γ)$和DM诱导的中子消失$\barχn \to χχ(γ)$的速率低于实验范围，可以为未来的实验感兴趣。
2022-03-18 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Realistic neutron star constraints on bosonic asymmetric dark matter
有人认为，老中子星的存在排除了非湮灭轻玻色子暗物质的可能性，例如在不对称暗物质的情况下产生的。如果非湮灭性的暗物质被中子星捕获，其密度最终将足以形成黑洞。然而，坍缩的动力学对暗物质的自相互作用非常敏感。排斥性的自相互作用，即使非常微弱，也能阻止黑洞的形成。我们认为，自我相互作用将必然存在，并估计其强度的代表性模型。我们还考虑了暗物质与核子的共湮灭，这在许多非对称暗物质模型中自然产生，并且再次起到防止黑洞形成的作用。我们演示了如何排除区域的暗物质参数空间收缩，这种相互作用的强度增加，并得出结论，中子星的观测不排除最现实的玻色子非对称暗物质模型。
2013-06-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark matter seeding and the kinematics and rotation of neutron stars
在中子星的内部区域，从星系晕吸积的暗物质的自湮灭可能会影响它们的运动学性质，即速度反冲和旋转模式。我们发现，如果一个稳定的长寿命的单个或多个奇异点偏离中心的种子形式，有一个相关的动量和扭矩的变化，可能会影响恒星的运动学观测。
2011-11-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Effect of a Dark Matter Core on the Structure of a Rotating Neutron Star
本研究利用双流体近似和唯象暗物质模型，发现暗物质核心对快速旋转中子星的质量-半径普适关系影响很小，表明这些普适关系可用于约束暗物质核心性质。
2024-05-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Have neutron stars a dark matter core?
最近对某些中子星的质量和半径的观测结果与对“正常”中子星的典型观测和理论预测相反。我们认为它们不同寻常的性质可以解释为它们内部暗物质核心的特征。这种解释要求暗物质是由某种形式的稳定、长寿或一般非湮灭粒子组成的，它们可以在恒星中积累。在所提出的方案中，所有的质量半径测量都可以用一个核物质状态方程和一个相对大小不同的暗核来解释。这一假设将受到即将到来的观测的挑战，最终可能成为确定暗物质的有用工具。
2010-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Neutron stars: new constraints on asymmetric dark matter
我们研究了不对称暗物质对中子星性质的影响，以及它们达到两个太阳质量极限的能力，这使我们能够提出一个新的暗物质粒子质量范围及其在恒星内部的分数。我们的分析是基于观测事实的存在两个中子星达到这一限制和理论上预测的减少中子星的最大质量所造成的积累的暗物质在其内部。我们还表明，质量低于0.2 GeV的轻暗物质粒子可以创建一个扩展的光环周围的中子星导致不减少，但增加其可见的引力质量。利用银河系中暗物质空间分布的最新结果，我们估计了位于银河系中心的中子星中暗物质的比例。我们将展示如何在银河系的最中心区域的2 Msun中子星的检测将施加上约束的质量暗物质粒子的~ 60 GeV。未来对银河系中心附近中子星最大质量的高精度测量，将对暗物质粒子的质量提出更严格的限制。最后一个结果对于准备正在进行的和未来的无线电和X射线调查特别重要。
2020-09-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
