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利用中子星多信使观测在夸克平均场模型中约束强子-夸克相变参数

核理论 2020-11-30 v3 高能天体物理现象 太阳与恒星天体物理

摘要

我们推广了用于核物质的夸克平均场(QMF)模型,并研究了中子星核心内可能存在夸克物质的情况。我们将用于强子相的 QMF 与用于高密度夸克相的“常数声速”参数化相结合,实现了尖锐的一级强子-夸克相变。随后,我们系统地探讨了核对称能斜率参数 LL 与无量纲相变参数(相变密度 ntrans/n0n_{\rm trans}/n_0、相变强度 Δε/εtrans\Delta\varepsilon/\varepsilon_{\rm trans} 以及夸克物质中的声速平方 cQM2c^2_{\rm QM})对混合星性质——尤其是最大质量 MmaxM_{\rm max} 以及典型 1.4M1.4 \,M_{\odot} 星的半径和潮汐形变能力——的相互影响。我们展示了对称能斜率 LL 与典型恒星半径 R1.4R_{1.4} 之间的强相关性,类似于此前在不含相变的中子星中所发现的。在引入相变后,我们得到了关于最大质量(Mmax<3.6MM_{\rm max}< 3.6 \,M_{\odot})和 1.4M1.4 \,M_{\odot} 星半径(R1.49.6 kmR_{1.4}\gtrsim 9.6~\rm km)的稳健限制,并且发现发生在低密度 1.31.5n0\lesssim 1.3-1.5 \, n_0 处过弱(Δε/εtrans0.2\Delta\varepsilon/\varepsilon_{\rm trans}\lesssim 0.2)的相变是极不受支持的。我们还表明,未来对 1.4M\sim 1.4 \,M_{\odot} 星半径和潮汐形变能力的测量,以及对极高质量脉冲星的质量测量,有助于揭示致密天体中夸克物质的存在与数量。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.00839,
  title  = {Constraining hadron-quark phase transition parameters within the quark-mean-field model using multimessenger observations of neutron stars},
  author = {Zhiqiang Miao and Ang Li and Zhenyu Zhu and Sophia Han},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.00839},
  year   = {2020}
}

备注

15 pages, 12 figures, 1 table, version accepted for publication in ApJ