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基于后合堆演化对夸克星最大质量的限制

高能天体物理现象 2024-07-12 v1

摘要

我们半分析地研究了二进制夸克星合并后的后合堆演化。采用有效一体方法来估计由于引力波在轨道相位中产生的能量和角动量耗散。后合堆阶段考虑了三种主要的能量和角动量耗散机制:质量流失、中微子以及引力波。每种耗散机制的比例可由 baryon 数、能量和角动量守恒定律以及用于旋转夸克星平衡模型的条件来确定。将此分析应用于 GW170817 事件,得出两个重要结论:1) 一种质量小于均匀旋转夸克星最大质量的余辰夸克星,在其旋转能量通过电磁辐射耗散(即约 100s100\,\mathrm{s} )之前可能在崩溃;即由于质量流失、中微子和引力波的角动量耗散,余辰夸克星中剩余的角动量可能不足以维持额外的自引力,从而导致超大质量夸克星在崩溃;2) 在考虑一般夸克星方程状态模型的情况下,发现对冷且非旋转夸克星最大质量的限制为 MTOV2.350.17+0.07MM_{\mathrm{TOV}}\lesssim2.35^{+0.07}_{-0.17}\,M_{\odot},假设在大部分总旋转能量(1053\gtrsim 10^{53}\,erg )进入合堆环境之前发生了延迟性崩溃。对于 GW170817 事件,这些限制可通过未来的合并事件获得更好的改进,一旦对其后合堆演化通道或从多信使观测中推断的后合堆引力波和中微子辐射量有更多证据。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.08544,
  title  = {Constraints of the maximum mass of quark stars based on post-merger evolutions},
  author = {Yurui Zhou and Chen Zhang and Junjie Zhao and Kenta Kiuchi and Sho Fujibayashi and Enping Zhou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.08544},
  year   = {2024}
}

备注

18 pages, 9 figures, comments are welcome