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利用射电脉冲星约束致密物质状态方程

太阳与恒星天体物理 2020-07-21 v1 高能天体物理现象 广义相对论与量子宇宙学

摘要

射电脉冲星为我们理解超核密度物质提供了一些最重要的约束。迄今为止,这些约束主要来自中子星(NS)的精密质量测量。通过结合两颗质量最大脉冲星J0348++0432和J0740++6620的单次测量,所得NS最大质量下限1.98 MM_\odot(99%置信度)排除了大量状态方程(EOSs)。除其他方法外,进一步的EOS约束可能来自相对论轨道中双星脉冲星转动惯量(MOI)的测量。双脉冲星PSR J0737-3039A/B是最有希望首个通过脉冲星计时测量MOI的系统。基于特别是双脉冲星的首次MeerKAT观测回顾该方法,我们通过模拟MeerKAT和SKA的计时观测对未来给出有充分依据的预测。我们首次在分析中考虑了自转减慢的质量损失。我们的结果表明,到2030年有可能以11%的精度(68%置信度)测量MOI。然而,若到2030年EOS已足够清楚,我们发现双脉冲星将允许进行7%的Lense-Thirring进动检验,或 alternatively 提供广义相对论中次主导阶引力波阻尼的3σ\sim3\sigma测量。最后,我们证明潜在新发现的轨道周期短于双脉冲星的双中子星系统有望显著改善这些测量及对NS物质的约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.07725,
  title  = {Constraining the dense matter equation-of-state with radio pulsars},
  author = {Huanchen Hu and Michael Kramer and Norbert Wex and David J. Champion and Marcel S. Kehl},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.07725},
  year   = {2020}
}

备注

13 pages, 8 figures. Accepted by MNRAS