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用于中子星物质状态方程建模的协变能量密度泛函:使用 \texttt{CompactObject} 的交叉比较分析

核理论 2025-10-30 v2 高能天体物理现象 广义相对论与量子宇宙学

摘要

本研究分析并对比了基于协变能量密度泛函(CEDF)为中子星物质建模核状态方程(EOS)的不同唯象方法。利用两种互补的方法论,我们旨在全面描绘超密核子物质的潜在行为,并根据当前的观测和实验约束识别出最合理的模型。来自射电脉冲星计时、GW170817 引力波探测和 X 射线计时的观测数据为测试模型提供了关键基准。我们在 \texttt{CompactObject} 包内推导了各种 CEDF 模型的 EOS 后验,利用了中子星的最新观测数据、来自纯中子物质低密度下手征有效场理论(χ\chiEFT)计算的最先进理论约束,以及 pQCD 推导的约束。我们的分析表明,尽管所有考虑的 CEDF 模型都能大致复现当前的天体物理和理论约束,但它们之间仍存在微妙却重要的差异,每个框架在超核密度下表现出截然不同的特征。对于中子星内部的质子分数而言尤其如此,同时这也得到了模型在纯中子物质 EOS 和声速密度依赖关系方面行为的支持。我们的研究强调,致密物质预测对底层 EOS 参数化和所考虑的先验分布具有敏感性。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.03112,
  title  = {Covariant Energy Density Functionals for Neutron Star Matter Equation of State Modeling: Cross-Comparison Analysis Using \texttt{CompactObject}},
  author = {João Cartaxo and Chun Huang and Tuhin Malik and Shashwat Sourav and Wen-Li Yuan and Tianzhe Zhou and Xuezhi Liu and Constança Providência},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.03112},
  year   = {2025}
}

备注

27 pages, 12 figures, 6 tables, pQCD constraint updated