大质量白矮星结构中的广义相对论效应

在本工作中，我们利用 Tolman-Oppenheimer-Volkoff 方程研究白矮星的结构，并将我们的结果与从牛顿引力方程获得的结果进行比较，以凸显广义相对论（GR）对此类恒星结构的重要性。在本工作中，我们考虑了文献中常见的两种白矮星内部物质状态方程，即 Chandrasekhar 和 Salpeter 状态方程。我们发现，使用牛顿平衡方程时，大质量白矮星（$M>1.3M_{\odot}$）的半径相较于 GR 结果被高估了。对于 $1.415M_{\odot}$ 的质量，GR 预测的白矮星半径比牛顿理论预测的小约 33\%。因此，在这种情况下，广义相对论结果与牛顿结果在表面重力方面的差异约为 65\%。我们将广义相对论的质量 - 半径图描绘为 $M/M_{\odot}=R/(a+bR+cR^2+dR^3+kR^4)$，其中 $a$、$b$、$c$ 和 $d$ 是从数值结果拟合过程中获得的参数，$k=(2.08\times 10^{-6}R_{\odot})^{-1}$，$R_{\odot}$ 为以 km 为单位的太阳半径。最后，我们指出 GR 在确定任何同时依赖于大质量白矮星质量和半径的物理量方面起着重要作用。