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基于密度依赖夸克质量模型的致密星观测对奇异星中非牛顿引力的约束

高能天体物理现象 2021-03-03 v1

摘要

利用奇异夸克物质的密度依赖夸克质量(QMDD)模型,我们研究了非牛顿引力对奇异星性质的影响,并通过 PSR J0740+6620 的质量与 GW170817 的潮汐形变能力约束 QMDD 模型的参数。我们发现,若忽略非牛顿引力效应,对于这些质量和潮汐形变观测将排除奇异星的存在。对于当前夸克质量 mu0=2.16m_{u0}=2.16 MeV、md0=4.67m_{d0}=4.67 MeV 和 ms0=93m_{s0}=93 MeV,我们发现奇异星可在非牛顿引力参数 g2/μ2g^{2}/\mu^{2} 的取值范围 4.58 GeV2g2/μ2^{-2}\leq g^{2}/\mu^{2}\leq 9.32 GeV2^{-2} 内存在,且 QMDD 模型的参数 DDCC 被限制为 158.3 MeVD1/2\leq D^{1/2}\leq 181.2 MeV 和 0.65C0.12-0.65\leq C \leq -0.12。研究发现,QMDD 模型所得奇异星的最大可能最大质量为 2.42M2.42 \, M_{\odot},而质量为 2.59_{-0.09}^{+0.08}\, M_{\odot}$ 的 GW190814 次级分量不可能是静态奇异星。我们还发现,对于 Riley 等人通过 NICER 观测数据分析给出的 PSR J0030+0451 的质量与半径,存在一个极小的允许参数空间,使得 QMDD 模型计算的奇异星同时与 PSR J0740+6620、GW170817 和 PSR J0030+0451 的观测相符。然而,对于 Miller 等人给出的质量与半径,不存在这样的参数空间。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.11192,
  title  = {Constraints from compact star observations on non-Newtonian gravity in strange stars based on a density dependent quark mass model},
  author = {Shu-Hua Yang and Chun-Mei Pi and Xiao-Ping Zheng and Fridolin Weber},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11192},
  year   = {2021}
}

备注

8 pages, 4 figures, accepted by Phys. Rev. D