决定均匀旋转致密星自旋参数的关键因素：壳层结构

我们研究了决定不同类型均匀旋转致密星（包括传统中子星、含超子中子星和混合星）无量纲自旋参数 $j\equiv cJ/(GM^2)$ 的关键因素，并检验了结果在各种致密物质物态方程下的可靠性。采用相对论平均场理论和 MIT 袋模型给出的物态方程来模拟致密星。在广义相对论框架下，通过求解稳态轴对称时空的爱因斯坦方程，利用 RNS 代码对刚体旋转中子星进行了数值计算。研究发现，致密星的壳层结构是决定自旋参数最大值 $j_{\rm max}$ 的关键因素。对于包含壳层的恒星，当 $M>0.5 M_{\odot}$ 时，各类致密星均能维持 $j_{\rm max}\sim 0.7$，且该值被发现对恒星质量和所选物态方程不敏感。对于不含壳层结构的传统中子星、含超子中子星和混合星，$j_{\rm max}$ 的值位于 $[0.7, 1.0]$ 范围内。因此，$j>1$ 而非 $j>0.7$ 可作为区分奇异夸克星与其他类型致密星的候选判据。此外，我们提出了一个普适公式 $j=0.48(f/f_K)^3-0.42(f/f_K)^2+0.63(f/f_K)$，用于计算所有具有壳层结构且 $M>0.5M_{\odot}$ 的致密星在任意旋转频率下的自旋参数。