基于天体物理观测探讨包含费米子暗物质的混合中子星
高能天体物理现象
2025-07-17 v1 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
我们研究了暗物质混合中子星（DMANS）的性质，考虑了与强子物质（HM）发生引力相互作用的费米子暗物质（DM）。假设暗物质被限制在星体核心内，我们使用两种成分的相对论平均场状态方程（EoSs）求解双流体 Tolman Oppenheimer Volkoff（TOV）方程以确定中子星（NS）的性质。对于强子物质，我们采用了由低能核物理实验、重离子碰撞数据以及中子星观测导出的现实状态方程。为了约束关键暗物质参数（如粒子质量、质量比例以及耦合与质量比），我们应用了贝叶斯推断，结合了包括质量、半径以及 PSR J0740+6620 和 PSR J0030+0451 的 NICER 质量-半径分布在内的多种天体物理数据。此外，我们探讨了高密度 HM 状态方程的影响，并考察了排除矢量介子自相互作用项后较硬强子状态方程的效应。我们的研究结果表明，当前的天体物理观测主要约束暗物质比例，而对粒子质量或耦合的约束有限。然而，暗物质比例对天体物理观测的引入方式或高密度状态方程的不确定性并不敏感。相反，它主要由高密度下强子状态方程的硬度决定，较硬的强子状态方程会产生更高的暗物质质量比例。因此，我们得出结论：暗物质比例在塑造 DMANS 性质方面起着至关重要的作用。未来结合更现实的状态方程和其他致密天体天体物理观测的研究，可能会为暗物质提供更深刻的见解。
引用
@article{arxiv.2506.20736,
title = {Exploring Fermionic Dark Matter Admixed Neutron Stars in the Light of Astrophysical Observations},
author = {Payaswinee Arvikar and Sakshi Gautam and Anagh Venneti and Sarmistha Banik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20736},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 5 figures