旋转中子星中通过新标量与矢量媒介的微弱暗物质-标准模型相互作用

我们研究了大质量旋转中子星（NSs）中暗物质（DM）可能存在的情况。为此，我们将之前的工作[1]扩展，引入一种轻的新物理矢量媒介子以及一个标量媒介子，以确保费米子 DM 与 NSs 中的 $\beta$ 稳定强子物质之间的微弱相互作用。DM 费米子、媒介子质量和耦合的选择与来自子弹星系团的自相互作用约束以及当今遗迹丰度一致。假设标量和矢量媒介子对遗迹丰度的贡献相等，我们计算了 DM 混合 NSs 的状态方程（EoS），发现与仅考虑标量媒介子的情况[1]相比，当前对矢量新物理媒介子的考虑未给 DM 混合 NSs 的 EoS 和静态 NS 性质带来显著变化。然而，静态条件下获得的结构性质与来自大质量脉冲星（如 PSR J0348+0432 和 PSR J0740+6620）、引力波（GW170817）数据以及 NICER 实验近期对 PSR J0030+0451 和 PSR J0740+6620 所得结果的多重约束良好吻合。我们还将工作扩展到计算以不同角速度旋转的 DM 混合 NSs 的旋转性质。这方面的当前结果表明，GW190814 的次级成分可能是一个快速旋转的大质量 DM 混合 NS。来自脉冲星（如 PSR B1937+21 和 PSR J1748-2446ad）的旋转频率约束也由我们当前结果满足。此外，在考虑慢速旋转时，转动惯量的约束也得到满足。以归一化转动惯量表示的普适关系在我们的 DM 混合 EoS 下也成立良好。