来自最新天文观测和质量相关性分析的中子星上暗物质存在限制

暗物质混合中子星 (DANS) 作为探测暗物质 (DM) 特征的特定天文实验室，已成为解释最近天文观测（例如通过 NICER 和 LIGO/Virgo）的有前景的候选对象。因此，对 DANS 内部 DM 含量进行精确约束至关重要。本文我们在共变密度泛函 (CDF) 理论下采用十二种核物 (NM) 模型，并采用自互作用费米子模型 for DM，构建 DANS 物质的方程态 (EoS)。将这些 EoS 作为输入，我们求解两流 Tolman-Oppenheimer-Volkov (TOV) 方程，系统性地调查 DM 对中子星 (NS) 全球属性的影响。通过纳入最近对 NS 属性观测约束，确定每个 NM EoS 模型中 DANS 的最大 DM 质量分数 $f_\chi^{\mathrm{max}}$。我们的分析揭示了 $f_\chi^{\mathrm{max}}$ 与纯质子 NS 最大质量 $M_{\rm{NS}}^{\mathrm{max}}$ 之间存在强线性相关性（Pearson 系数 $r=0.98$），描述为 $f_{\chi}^{\mathrm{max}} = 0.22 M_{\mathrm{NS}}^{\mathrm{max}} - 0.44$。利用这一相关性和观察到的 NS 最大质量分布 $P(M_{\text{NS}}^{\max} \mid \text{EM})$，我们推导出 DANS 最大 DM 质量 $P(M_{\chi}^{\max} \mid \text{EM})$ 的概率分布函数 (PDF)。我们发现处于 68% 置信水平时，$M_{\chi}^{\mathrm{max}}=0.150^{+0.070}_{-0.051}\ M_{\odot}$。这一对 DM 质量的定量约束为解释 DANS 的潜在观测信号（如异常潮汐形变和独特引力波信号）提供了关键先验。