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最快旋转的脉冲星:四夸克物质中中子星的指示器?

核理论 2025-08-04 v2 高能天体物理现象 高能物理 - 唯象学

摘要

我们研究了旋转混合星,特别关注去极化相变对其高速旋转属性的影响。我们的分析基于一种混合方程态(EoS),其中从半重子物质到色超导四夸克物质的相变由相对论密度泛函方法描述。在变更四夸克物质相中向量介子和双夸克耦合后,我们获得不同程度的混合星序列,其四夸克物质核的扩张程度不同,以确保与来自质量、半径和潮汐变形率测量的天体物理约束一致。结果表明,随旋转频率的增加,对最大引力质量、致密星体的中心能量密度、准径向振荡以及非轴向不稳定性的出现都有显著影响。我们展示,对于具有强向量耦合的最佳参数集,具有色超导四夸克物质核的混合星配置能够描述最快旋转和最重的银河中脉冲星(J0952-0607),而纯半重子星配置则无法做到。我们还修订了之前基于假设所有脉冲星(包括最重者)均为半重子物质而提出的经验关系,即极姆频率、引力质量和非旋转脉冲星的半径之间的关系。我们表明,四夸克物质的相变改变了这一关系,从而影响了致密物质EoS的约束。我们的发现表明,纳入混合EoS对对强相互作用物质和中子星性质的约束具有重大意义,将上限定为 R1.414.90R_{1.4} \leq 14.90 km 和 R0.7<11.49R_{0.7}<11.49 km(考虑J1748+2446ad的716 Hz频率限制),以及 R1.4R_{1.4}\leq11.90~km(针对1000 Hz)。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.07758,
  title  = {Fastest spinning millisecond pulsars: indicators for quark matter in neutron stars?},
  author = {Christoph Gärtlein and Violetta Sagun and Oleksii Ivanytskyi and David Blaschke and Ilidio Lopes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.07758},
  year   = {2025}
}

备注

21 pages, 13 figures, 3 tables