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旋转中子星的宏观方法

高能天体物理现象 2025-08-18 v2 太阳与恒星天体物理 核理论

摘要

中子星(NS)作为平衡状态下完美液滴的宏观模型被扩展到具有小频率 ω\omega 的旋转系统,基于有效表面(ES)方法。沿用 NS 能量密度 E(ρ)\cal{E}(\rho) [状态方程] 中的梯度表面项,与体积项一起在泡沫参数 a/R<<1a/R << 1 的主导阶层上考虑,其中 aa 为 ES 薄膜厚度,RR 为平均 NS 半径。具体给出 NS 在小频率 ω\omega 下的角动量,以便在外部布莱黑尔-林德瓦斯特坐标和内部 Hogan 坐标中计算阿什莫夫惯性(MI)。NS 惯性 Θ=Θ~/(1Gtφ)\Theta=\tilde{\Theta}/(1-\cal{G}_{t\varphi}) 表达为统计平均惯性 Θ~\tilde{\Theta} 及其时间和方位角相关性 Gtφ\cal{G}_{t\varphi} 的体积和表面分量之和。惯性 Θ\Theta 因强引力和表面效应而严重依赖于有效半径 RR。我们发现由于相关性项 Gtφ\cal{G}_{t\varphi},Schwarzschild 半径出现显著偏移。有了该相关项,NS J0740+6620(质量约为 MM_\odot)的阿什莫夫性条件失效,而质量较小的 NS J0030+0451 以及许多其他 NS 则未受此影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.10717,
  title  = {Macroscopic approaches to rotating neutron stars},
  author = {A. A. Uleiev and A. G. Magner and S. P. Maydanyuk and A. Bonasera and H. Zheng and S. N. Fedotkin and A. I. Levon and U. V. Grygoriev and T. Depastas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.10717},
  year   = {2025}
}

备注

18 pages, 4 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2403.01445