大质量中子星：对致密QCD中声速的启示

NASA的NICER望远镜近期测量了已知精确质量的两太阳质量中子星中最重的一颗PSR J0740+6620的X射线辐射。数据分析[Miller等人, Astrophys. J. Lett. 918, L28 (2021); Riley等人, Astrophys. J. Lett. 918, L27 (2021)]表明，PSR J0740+6620在$68\%$可信度水平下的半径范围为$R_{2.0} \approx (11.4-16.1)$ km。在本文中，我们利用最近的手征有效场论（$\chi$EFT）在次次次领头阶对中等密度下恒星外层状态方程的计算，研究该分析对高密度内核中声速的启示。我们发现，内核中最大声速的下界$\textbf{min}\{c^2_{s, {\rm max}}\}$随大质量中子星半径迅速增大。若$\chi$EFT在约两倍核饱和密度以内仍是核相互作用的有效展开，则$R_{2.0}\geqslant 13$ km在$68\%$和$95\%$可信度水平下分别要求$\textbf{min}\{c^2_{s, {\rm max}}\} \geqslant 0.562$和$0.442$。