冷中子星状态方程的有限温度推广
高能天体物理现象
2019-04-17 v1 核理论
摘要
对孤立中子星的观测约束了冷、富中子物质的状态方程（EOS），而核物理实验探测热、对称物质的状态方程。许多动力学现象，如核塌缩超新星、原中子星的形成与冷却以及中子星并合，介于这两种 regime 之间，并依赖于具有不同质子分数的物质在有限温度下的状态方程。在本文中，我们引入一个新框架，以精确计算任意密度、温度和质子分数下中子-质子-电子物质的的热压。该框架可用五个具有物理动机的参数表示，这些参数对真实状态方程取值区间狭窄，并能捕捉简并物质对热压的领头阶效应。我们将其中两个参数基于 Dirac 有效质量的新近似，借此对多种真实状态方程在相关密度下以 <~30% 误差复现热压。另外三个基于核饱和密度附近对称能行为的参数，允许将任何 β 平衡下的冷状态方程外推至任意质子分数。因此，我们的模型允许用户将任何冷核子状态方程（包括分段多方物态）推广至任意温度与质子分数，用于天体物理现象的计算与数值模拟。我们发现，我们的形式体系能以 <~20% 误差复现真实有限温度状态方程，并相较既有理想流体模型有 1-3 个数量级的改进。
引用
@article{arxiv.1902.10735,
title = {Finite-temperature extension for cold neutron star equations of state},
author = {Carolyn A. Raithel and Feryal Ozel and Dimitrios Psaltis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.10735},
year = {2019}
}
备注
Accepted for publication in ApJ