利用吸积供能毫秒脉冲星的X射线计时观测对中子星质量与半径进行贝叶斯参数约束
高能天体物理现象
2018-10-31 v2
摘要
我们提出一种贝叶斯方法，利用吸积毫秒脉冲星的X射线脉冲轮廓中所编码的信息来约束中子星(NSs)的质量和半径。我们使用“扁 Schwarzschild”近似来建模脉冲形状，该近似考虑了恒星的形变形状以及对光子轨迹和角度的狭义和广义相对论修正。辐射的能谱来自热 slab 中康普顿化的经验模型，其中一部分种子黑体光子被散射为幂律分量。通过使用仿射不变马尔可夫链蒙特卡罗集成采样方法，我们获得了不同模型参数的后验概率分布，特别是质量和半径。为了检验我们方法的稳健性，我们首先分析了具有已知模型参数的自生成合成数据。然后将类似的分析应用于 Rossi X射线计时探测器(RXTE)对 SAX J1808.4-3658 的观测。结果表明，我们的方法可以重现合成数据的模型参数，并且如果使用 RXTE 脉冲轮廓观测且在质量先验已知的情况下，可以获得半径的准确约束。对于 1.5-1.8 Msun 范围内的质量，SAX J1808.4-3658 中中子星的半径被约束在 9 至 13 km 之间。如果质量被准确已知，半径可以以确定度 5% (68% 可信度) 测定。例如，对于 1.7 Msun 的质量，赤道半径 Req = 11.9+0.5 -0.4 km。最后，我们表明当成像 X射线偏振探测器(Imaging X-ray Polarimeter Explorer)的 X射线偏振数据可用时，可以获得进一步的改进。
引用
@article{arxiv.1805.01149,
title = {Bayesian parameter constraints for neutron star masses and radii using X-ray timing observations of accretion-powered millisecond pulsars},
author = {T. Salmi and J. Nättilä and J. Poutanen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.01149},
year = {2018}
}
备注
16 pages, 9 figures, published in A&A