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基于仙后座冷却中子星对超流性的模型无关约束

高能天体物理现象 2021-07-16 v1

摘要

我们提出了一种针对中子星核心中三重态中子配对产生中微子辐射的新模型无关(适用于广泛的状态方程)分析。我们发现,库珀对形成(CPF)过程的积分中微子光度可写为两个因子的乘积。第一个因子依赖于中子星质量、半径以及核心中中子配对的最大临界温度 TCnmaxT_{Cn \mathrm{max}},但不依赖于具体的超流模型;它可由对许多核子状态方程均成立的解析公式表达。第二个因子依赖于星体内临界温度剖面的形状、温度 TTTCnmaxT_{Cn \mathrm{max}} 的比值,但不依赖于最大临界温度本身。尽管第二个因子依赖于超流模型,它仍满足若干模型无关的约束。这一性质使得人们无需依赖特定的星体内部模型即可分析具有超流核心的中子星的热演化。所构建的表达式使我们能够对光谱数据和中子星冷却理论进行自洽分析。我们将这些发现应用于仙后座超新星遗迹中的冷却中子星,使用了跨越 19 年的 14 组观测数据。我们将 TCnmaxT_{Cn\mathrm{max}} 约束在 (510)×108(5-10)\times 10^8 K 范围内。该数值对状态方程和超流模型的依赖较弱,且若冷却比当前数据所暗示的更慢,也不会有太大变化。我们还约束了 CPF 中微子光度的总体效率。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.05692,
  title  = {Model-independent constraints on superfluidity from the cooling neutron star in Cassiopeia A},
  author = {Peter S. Shternin and Dmitry D. Ofengeim and Wynn C. G. Ho and Craig O. Heinke and M. J. P. Wijngaarden and Daniel J. Patnaude},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.05692},
  year   = {2021}
}

备注

18 pages, 14 figures, 6 tables; accepted for publication in MNRAS