基于统一质心-坩壳方程状态的中子星性质推断用于参数估计

将不同全局中子星（neutron star, NS）性质（如潮汐变形性与半径，或质量与半径）联系起来需要方程状态（Equation of State, EoS）。确定NS EoS因此不仅是多种观测项目的科学目标，也是分析过程的一部分；例如，用于通过引力波（gravitational wave, GW）在中子星双星合并初期 inspiral 阶段预测中子星半径。为此，重要的是估计EoS的理论不确定性，其中一种是来自低密度区域（即使用所谓非统一中子星坩壳）处理不一致性带来的可能偏差。我们提出一种数值工具，允许用户在任意高密度EoS描述下核物理信息的坩壳与其匹配。我们引入一种可逆转EoS的方法，使用户能够从饱和密度附近提取核物质参数，并以一致的方式将EoS延伸至更低密度。对于处理坩壳中非均匀物质，本工作采用基于可压缩液滴（compressible liquid-drop, CLD）模型的标准方法。此外，我们还呈现了一种贝叶斯分析方法，使用参数无知的EoS表示在高密度区域，以量化因坩壳处理不一致性导致的不确定性。我们表明，使用固定且真实但不一致的坩壳模型会导致全局NS性质估计中产生小但可避免的误差，并导致对中子星性质推断不确定性的低估。我们的结果凸显了在推断方案中采用一致EoS的重要性。我们开发的数值工具CUTER（Consistent Unified Tool for Equations of state）已通过测试和验证，可供天文社区使用。