探索中子星中的 $\Delta$ 共振：来自天体物理与核物理观测的启示

本研究首次对中子星物质进行了全面的贝叶斯推断，在密度依赖相对论强子框架内将 $\Delta$ 共振与超子和核子一并纳入。利用来自核饱和性质、手征有效场理论 ($\chi$EFT)、NICER 半径测量以及 GW170817 潮汐形变数据的约束，我们系统探讨了 $\Delta$ 共振对致密物质状态方程和中子星可观测量的影响。结果表明，引入 $\Delta$ 重子在低密度下软化状态方程，同时在高密度下保持足够的硬度以支持 $2M_{\odot}$ 中子星。这自然地将中子星半径约束与最近在 HESS J1731-347 中观测到的低质量致密天体相协调，同时与 GW170817 潮汐形变约束表现出极好的一致性，增强了 $\Delta$ 掺杂中子星的天体物理可行性。此外，发现 $\Delta$ 共振占据中子星核心的外层，这可能对中子星并合及其冷却产生影响。此外，我们表明 $\Delta$ 重子的存在可能通过直接 Urca 过程显著影响中子星冷却。我们还在完全广义相对论框架内研究了准正 $f$ 模振荡，揭示了 $f$ 模频率、中子星紧致度与潮汐形变之间的强相关性。在包含 $\Delta$ 共振并遵循天体物理约束的情况下，我们在 $1\sigma$ 置信水平下获得了 $f_{1.4} = 1.97^{+0.17}_{-0.22}$ kHz 和阻尼时间 $\tau_{f_{1.4}} = 0.19^{+0.05}_{-0.03}$ s。