通过将扁星波形拟合至 X 射线暴振荡来确定中子星性质

我们描述了复杂的新型贝叶斯分析方法，使得通过将扁星波形模型拟合到此类恒星上热点产生的能量分辨 X 射线振荡观测数据，能够快速估计快速旋转的扁中子星的质量和半径。我们得出结论，对于大半径且自转速率 $>300$ Hz 的恒星，应使用考虑恒星扁球形状的模型。我们发现，热点温度随纬度变化 25% 并不会显著偏差通过拟合假设均匀温度热点的模型所推导出的质量 $M$ 和赤道半径 $R_{\rm eq}$ 的估计值。我们的结果表明，如果满足以下条件：(1) 恒星的自转速率 $\gtrsim\,$$600$ Hz；(2) 热点中心和观测者视线均位于恒星自转赤道 $30^\circ$ 范围内；(3) 振荡的均方根分数振幅 $\gtrsim\,$10%；以及 (4) 从该恒星收集到的计数 $\gtrsim$$10^7$，那么将扁星波形模型拟合到波形数据可以同时确定 $M$ 和 $R_{\rm eq}$，不确定度 $\lesssim\,$7%。这是一个现实的分数振幅，被接受的 NICER 以及提议的 LOFT 和 AXTAR 空间任务可以通过结合多次 X 射线暴的数据，从单颗恒星获得如此多的计数。这些不确定度足够小，能够大幅增进我们对冷超密物质的理解。