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
Effects of Dark Matter on the Spontaneous Scalarization in Neutron Stars
Shiraz University（设拉子大学）
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
Rotating dark matter admixed neutron stars
研究旋转中子星中普通核物质与费米子暗物质的混合，推导两流体缓慢旋转系统方程，发现暗物质混合星的I-Love-Q关系显著偏离标准单流体关系。
2023-11-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
Mixed configurations of tensor-multi-scalar solitons and neutron stars
本文考虑一类特殊的有质量张量-多标量引力理论，其目标空间度规允许Killing场具有周期流。对于这样的张量多标量理论，我们表明，存在混合配置的tenor-multi-scalar孤子和相对论（中子）星。在两种显式标量张量理论下，研究了目标空间曲率对混合组态结构的影响。检验了所得致密物体的稳定性，结果表明，与纯中子星或纯张量多标量孤立子相比，稳定区域跨越更大的中心能量密度和标量场中心值。
2019-09-01 astro-ph.HE gr-qc
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
Testing dark decays of baryons in neutron stars
我们表明，观察质量大于一个太阳质量的中子星放置任何外来的中子衰变模式，可以解释之间的差异束和瓶测量的中子寿命的严格要求。如果中子可以衰变为稳定的、弱相互作用的暗费米子，那么中子星的最大可能质量是0.7个太阳质量，而所有测量良好的中子星质量都超过一个太阳质量。因此，$2 M_\odot$中子星的存在表明，任何超越标准模型的中子寿命之谜的解释都需要暗物质是具有高度约束相互作用的多粒子暗扇区的一部分。
2018-07-09 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
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
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 Star Collapse From Accretion: a Probe of Massive Dark Matter Particles
本文研究大质量暗物质粒子在中子星内通过动量相关散射被捕获并热化、最终导致中子星坍缩为黑洞的过程，并利用暗物质密集区老年中子星的观测对大质量暗物质参数给出强约束。
2024-08-01 astro-ph.CO 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
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
Dark matter admixed neutron stars
中子星可能包含普通核物质和暗物质的混合物，因此暗物质可以影响恒星的可观测性质，例如其质量和半径。我们研究这些暗物质混合中子星的两种选择的暗物质：自由费米气体和镜像暗物质。除了解决多流体的托尔曼-奥本海默-Escheroff方程的静态解决方案，并提出质量半径图，我们专注于两个计算，缺乏文献。第一个是严格确定整个参数空间的稳定性，我们使用两种不同的方法。第一种方法是基于对静态解的谐波时变扰动和求解径向振荡频率。第二种方法，这是不太知名的，方便地利用未扰动的，静态的解决方案。第二个计算是径向振荡频率，基本模式，在大的参数空间。
2021-11-08 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
A model for mixed warm and hot right-handed neutrino dark matter
我们讨论了一个模型，其中一个混合的温暖和热keV中微子暗物质自然上升。我们安排在同一$SU(3)_L$多重态的活动和不育中微子，与最轻的不育中微子的暗物质。另外两个重的无菌中微子，通过它们的非平衡衰变，在冻结之后，既有助于稀释暗物质的密度，也有助于它的数量。我们表明，这个模型的特点，所有成分，以克服过量生产的keV中微子暗物质，并探讨大爆炸核合成的现象学意义和相对论自由度的数量。
2021-10-12 astro-ph.HE hep-ph hep-th
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
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
Dark matter admixed neutron star properties in the light of gravitational wave observations: a two fluid approach
我们考虑了密度相关的暗物质对中子星质量、半径和潮汐形变的影响。核物质（正常物质）以及费米暗物质部门被认为是在一个平均场模型。采用双流体理论研究了暗物质对中子星性质的影响。在双流体图像中，暗物质与核物质之间没有直接的相互作用。相反，这两个扇区仅通过引力相互作用而相互作用。在“FSU 2 R”参数化中，核物质部分由$σ-ω-ρ$介子相互作用描述。在暗物质部分，我们使用贝叶斯参数优化技术来固定暗物质状态方程中的未知参数。在双流体模型下，通过求解耦合的TOV方程组，得到了暗物质混合中子星的质量和半径。我们还估计了密度相关的暗物质扇区对暗物质混合中子星（DANSs）潮汐形变的影响。
2020-11-02 astro-ph.HE hep-ph 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
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
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
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
Properties of neutron stars and strangeness-mixed stars from a pion mean-field approach
本研究基于π介子平均场方法的物态方程，分析中子星与奇异混合星的内部性质、质量-半径关系等，明确了物态方程变化对星体中心密度等参数的影响。
2025-07-30 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
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
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
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
Magnetohydrodynamic simulations of self-consistent rotating neutron stars with mixed poloidal and toroidal magnetic fields
我们首次在完全广义相对论下对具有极向和环向磁场的自洽旋转中子星进行了磁流体动力学模拟。假设理想的传导性、平稳性和轴对称性，计算初始均匀旋转的NS模型。虽然混合场结构的特定几何形状可以延迟或加速解析微扰研究中已知的各种不稳定性的发展，但我们所有的模型最终都屈服于它们。在我们的磁星核心中，差动旋转是自发产生的，经过足够的时间后，它又被转换回匀速旋转。快速旋转的磁星显示出大量的喷出物，这可能是瞬态千诺瓦签名的原因。然而，当我们的模拟结束时，这些磁星的两极并没有出现伽马射线暴所必需的高度准直的螺旋磁场或初期喷流。
2021-10-29 astro-ph.HE gr-qc
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
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
Neutron - mirror neutron mixing and neutron stars
中子$n$振荡成镜像中子$n'$，它们的质量简并伙伴来自暗镜像扇区，对中子星可能有有趣的意义：普通中子星可以逐渐转变成由部分镜像暗物质组成的混合星。混合星可以作为普通中子星的孪生伙伴被探测到：也就是说，可以存在质量相同但半径不同的致密星。对于一个给定的状态方程（普通分量和镜像分量相同），混合星的质量和半径取决于其内部普通分量和镜像分量的比例，而这又取决于其年龄。如果两部分的$50 \% - 50\%$比例在时间上渐近达到，那么这种“最大混合星”的最大质量应该是普通中子星的$\sqrt2$倍，而超过临界质量值$M^{\rm max}_{NS}/\sqrt2$的恒星在一定时间后应该坍缩到黑洞中.我们评估了演化时间，并讨论了$n-n'$跃迁对脉冲星观测以及对来自中子星合并的引力波和相关电磁信号的影响。
2021-04-22 astro-ph.GA astro-ph.HE 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
Constraints on the parameter space in dark matter admixed neutron stars
基于相对论平均场理论，研究了暗物质参数对中子星性质的影响，利用多模态观测数据严格约束了暗物质参数空间，强调了中子星建模中考虑暗物质效应的必要性。
2024-08-27 astro-ph.HE nucl-th
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
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
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
Capture of Leptophilic Dark Matter in Neutron Stars
如果暗物质粒子与核子或轻子发生散射作用，它们将被捕获在中子星中。这些碰撞将暗物质的动能传递给恒星，从而产生可观的热量，这可能被即将到来的红外望远镜观测到。虽然以前的工作只考虑了核子上的散射，但中子星含有少量的其他粒子种类，包括电子和μ子。我们进行了详细的分析，中子星的动力学加热的限制亲轻子暗物质。我们还估计了环诱导耦合夸克的大小，所产生的光子和Z玻色子的交换。尽管轻子的丰度相对较小，我们发现，对一颗古老、寒冷的中子星的观测将对暗物质与轻子的相互作用提供非常强的限制，最大的限制来自μ子的散射。预计的灵敏度是数量级更强大的比目前的暗物质-电子散射边界从地面直接探测实验。
2019-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
Astrophysical bounds on mirror dark matter derived from binary pulsars timing data
镜像暗物质（MDM）被认为是暗物质（DM）粒子理论的一个框架。人们认为存在一个暗区，它是普通物质的镜子。一些MDM模型允许粒子相互作用镜像和普通物质，除了引力相互作用。最近从理论和实验两个方面讨论了中子到镜中子跃迁的可能性。本文是在前人工作的基础上，利用双星的计时数据，得到了中子星内部中子转化为镜像中子的可能性的严格上限。这样的转变意味着中子星的质量损失，导致中子星双星系统的轨道周期发生显著变化。因此，这种双星的周期变化的观测界限，把上述过渡率，从而对中子-镜像中子混合参数$ε'$的强烈限制。我们的极限比通过$n-n'$混合解释中子衰变异常所需的值强得多。
2020-11-24 astro-ph.HE hep-th
Neutron star observations of pseudoscalar-mediated dark matter
由于局部暗物质速度v ~ 0.001 c的幂抑制了速率，因此在直接检测实验中发现由伪标量介导的暗物质和标准模型状态之间的散射相互作用通常具有挑战性。然而，它们可以在中子星的暗物质引起的加热中观察到，中子星陡峭的引力势通过将下落的粒子加速到半相对论速度来防止这种抑制。我们调查这种现象的背景下，两个特定的，自洽的情况下耦合到暗物质的伪标量，并比较中子星加热的敏感性，从直接搜索的介质和暗物质的界限。第一种“较轻”的情况是由一个类轴子粒子（ALP）介导的低于10 GeV质量的暗物质组成，而第二种“较重”的情况是由一个暗赝标量介导的高于10 GeV的暗物质，该暗赝标量与来自两个希格斯双重态的赝标量混合（所谓的2 HDM +a模型）。在这两个框架中，我们表明，即将测量的中子星将能够测试伪标量介导的暗物质超出了直接暗物质搜索以及边界的介质从味观测，束流转储实验，高能对撞机。
2022-07-05 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Solar mass black holes from neutron stars and bosonic dark matter
质量为$\approx 1\, M_{\odot}$的黑洞不可能通过恒星演化产生。它们形成的一个流行的场景涉及中子星的嬗变--通过暗物质的积累引发恒星中心的引力坍缩。我们表明，这种情况下可以实现玻色子暗物质的模型，尽管暗物质粒子的相互作用的要求显然是矛盾的：一方面，他们应该耦合到中子强到足以被捕获的中子星内，另一方面，他们的环诱导的自相互作用阻止崩溃。观察到这些相互冲突的条件施加在不同的尺度，我们证明了有效积累的暗物质的模型可以在大的领域变形，使其不可避免的随后崩溃成一个黑洞。可行的例子包括弱耦合模型弯曲的无限山谷。
2022-03-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Vector interactions inhibit quark-hadron mixed phases in neutron stars
研究了具有矢量相互作用的MIT袋模型中夸克物质滴的表面张力$σ$和曲率能$γ$。利用多重反射展开（MRE）方法实现了对态密度的有限尺寸修正。我们发现，$σ$和$γ$强烈增强所产生的新的术语从载体相互作用。相对于非相互作用的情况，它们增加了一个大的因子，当矢量耦合常数$g$在文献中使用的范围内变化时，其可以高达$\sim 10$。这种行为可能会对推测存在于中子星（NS）内部的强子-夸克混合相产生重大影响，这种混合相可能会被完全抑制或其扩展范围大大减少。
2021-11-08 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Generalized thermalization time of dark matter captured by neutron stars
讨论了暗物质被中子星俘获的问题，特别是暗物质热化过程，通过热化过程可以限制暗物质的散射截面和质量。首先，我们计算了自相互作用暗物质的热化时间，发现与核子相互作用相比，自相互作用的影响很小。然后通过引入一组新的参数，推广了热化时间。我们展示了这些新参数对截面的影响。事实证明，截面对其中一个新参数非常敏感，并受到其强烈约束。
2015-11-01 astro-ph.HE astro-ph.SR 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
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
Neutron stars with an agnostic Dark sector: Core and Halo configurations from a two-fluid approach
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）；University of Coimbra（科英布拉大学）
研究暗物质混合中子星，用双流体形式构建模型。暗物质以费米气体建模，强子物质由相关理论计算。发现轻暗物质形成扩展晕提高潮汐形变率，重暗物质形成致密核心降低它，给出暗物质含量保守界限。
2026-11-10 astro-ph.HE 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
Hawking heating of neutron stars by dark matter
Indian Institute of Science（印度科学研究所）
暗物质在中子星中的捕获可能形成并蒸发黑洞，产生持续的热辐射，从而增强对暗物质-核子截面的探测灵敏度。
2025-11-24 astro-ph.HE hep-ph
The Second Love Number of Dark Compact Planets and Neutron Stars with Dark Matter
本文研究了由普通物质和非自湮灭的费米子暗物质组成的致密天体在宽范围的暗物质质量下，以及在弱相互作用和强相互作用暗物质的情况下的质量-半径关系和第二Love数.我们得到稳定的配置紧凑的物体半径小于10公里，质量类似于地球或类星体。在一定的参数范围内，我们发现第二爱数是显着不同的预期相比，中子星没有暗物质。因此，通过获得这些紧凑的对象的紧凑性和测量它们的潮汐变形从引力波探测中子星合并，提取的第二勒夫数的值将允许确定暗物质的存在中子星内部的状态方程的普通物质。
2022-11-25 astro-ph.HE nucl-th
$g$-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
Dark Kinetic Heating of Neutron Stars and An Infrared Window On WIMPs, SIMPs, and Pure Higgsinos
我们确定了一个很大程度上独立于模型的暗物质与核子和电子的相互作用的签名。星系晕中的暗物质，在引力作用下加速到光速的一半以上，向中子星散射，并将动能储存到中子星中，将中子星加热到红外黑体温度。由此产生的辐射可能会被詹姆斯韦伯太空望远镜，三十米望远镜或欧洲极大望远镜探测到。这种机制也会产生星系核球中中子星的光辐射，以及星系中心附近的X射线辐射，因为这些区域的暗物质密度更大。对于GeV-PeV质量的暗物质，暗动力学加热最初会暴露任何自旋无关或自旋相关的暗物质-核子截面超过$2 \times 10^{-45}$ cm $^2$，在更多的望远镜曝光后，灵敏度会提高。对于轻于GeV的暗物质，由于泡利阻塞，截面灵敏度与暗物质质量成反比;对于重于PeV的暗物质，由于需要多个散射体来捕获，截面灵敏度与质量成线性比例。未来对暗区加热的中子星的观测可以确定暗物质是在中子星中湮灭还是仅仅动力学加热。由于在相对论性的核子散射中会发生高达几个GeV的非弹性态间跃迁，因此也可以发现像纯希格斯玻色子那样难以捉摸的非弹性暗物质。
2017-04-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
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
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
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
