具有短程相互作用的牛顿自引力玻色-爱因斯坦凝聚体的质量-半径关系：I. 解析结果
宇宙学与河外天体物理
2015-03-19 v2
摘要
我们提供了由Gross-Pitaevskii-Poisson系统描述的具有短程相互作用的牛顿自引力玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的质量-半径关系的近似解析表达式。这些方程模拟了诸如玻色星以及可能的暗物质星系晕等天体物理对象。我们的研究将Ruffini & Bonazzola (1969)研究的无相互作用情形与Böhmer & Harko (2007)研究的Thomas-Fermi极限联系起来。对于排斥性短程相互作用(正散射长度)，存在任意质量的构型，但其半径始终大于一个最小值。对于吸引性短程相互作用(负散射长度)，平衡构型仅存在于低于最大质量的情况下。超过该质量，系统预计将坍缩形成黑洞。我们还研究了给定质量下半径与散射长度的关系。我们发现稳定构型仅存在于高于某个(负的)最小散射长度时。基于高斯ansatz的近似解析解，与通过数值求解表示流体静力平衡的非线性微分方程得到的精确解非常吻合。然而，我们的处理方法更易于操作，并且通过类比一个简单的力学问题，可以研究稳定性问题并推导出脉动周期的解析表达式。
引用
@article{arxiv.1103.2050,
title = {Mass-radius relation of Newtonian self-gravitating Bose-Einstein condensates with short-range interactions: I. Analytical results},
author = {Pierre-Henri Chavanis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1103.2050},
year = {2015}
}