多信使时代的中子皮与中子星

LIGO-Virgo 合作组对双中子星并合的历史性首次探测 [B. P. Abbott et al. Phys. Rev. Lett. 119, 161101 (2017)] 正在为 $r$-过程的天体物理场所和致密物质的性质提供根本性的新见解。我们采用一组现实的物态方程（EOS）模型，这些模型能准确描述有限核的性质、支持两太阳质量的中子星，并提供到致密物质的洛伦兹协变外推，以将其预言与从引力波数据提取的潮汐极化率进行比对。鉴于引力波信号对底层 EOS 的敏感性，由观测推断的潮汐极化率限制转化为对中子星半径的约束。基于这些约束，预言刚性对称能因而大恒星半径的模型可被排除。事实上，我们推导出 $1.4\,M_{\odot}$ 中子星半径的上限为 $R_{\star}^{1.4}\!<\!13.76\,{\rm km}$。鉴于 ${}^{208}$Pb 的中子皮厚度对对称能的敏感性（尽管在较低密度下），我们推断出相应的上限约为 $R_{\rm skin}^{208}\!\lesssim\!0.25\,{\rm fm}$。然而，若即将进行的 PREX-II 实验测得显著更厚的皮，则可能是高密度下对称能软化的证据——很可能指示中子星内部的相变。