利用 X 射线暴振荡的能量分辨波形确定中子星的质量和半径

同时精确测量中子星的质量 $M$ 和半径 $R$，可提供关于数倍核物质密度下冷物质仍不确定性质的独特宝贵信息。一种测量 $M$ 和 $R$ 的方法是分析某些中子星在热核暴期间观测到的 X 射线通量振荡的能量依赖波形。这些振荡被认为是由恒星表面较热区域发出的 X 射线辐射产生的，这些区域以恒星的自转频率或接近该频率旋转。在此，我们探讨了通过生成并利用贝叶斯技术分析合成的能量分辨 X 射线数据，能在多大程度上确定 $M$ 和 $R$；这些数据是假设未来空间任务具有 2--30 keV 能量覆盖范围和 10 m$^2$ 有效面积（如提议的 \textit{LOFT} 或 \textit{AXTAR} 任务）而生成的。我们发现，如果热点位于旋转赤道 10$^\circ$ 范围内，当来自热点的总计数达到 $10^6$ 时，通常可以以约 10% 的不确定度确定 $M$ 和 $R$；而来自旋转极 20$^\circ$ 范围内热点的波形则无法提供有用的约束。即使暴振荡随时间变化且需利用多次暴的数据才能获得来自热点的 $10^6$ 个计数，通常也能实现这些约束。因此，这是一种有前景的方法，足以紧密约束 $M$ 和 $R$，从而有力地区分相互竞争的冷高密度物质模型。