利用进化优化的中子星质量-半径约束

冷超核密度物质（如中子星中的物质）的状态方程在天体物理学中是一个开放问题。约束中子星状态方程的一种有前景的方法是对吸积中子星上热斑的热核 X 射线暴振荡的脉冲轮廓进行建模。使用球形和扁球形中子星模型构建的脉冲轮廓，可与 ASTROSAT、NICER 或 LOFT 等下一代 X 射线计时仪器将观测到的轮廓相比拟。在本文中，我们展示了使用进化优化算法来拟合脉冲轮廓以确定最佳拟合质量和半径。通过拟合合成数据，我们评估了该优化算法恢复输入参数的能力。利用 160 万计数且无背景构建的合成脉冲轮廓的多个泊松实现，使用 Ferret 算法进行拟合，以分析统计和与简并相关的不确定性，并探索拟合优度如何依赖于输入参数。对于我们测试所采样的参数空间区域，确定得最好的参数是热斑沿观察者视线方向的投影速度，相对于真实值的精度为 $\le3$%，统计不确定性为 $\le5$%。其次确定得最好的是质量和半径；对于自转频率为 600\,Hz 的中子星，最佳拟合质量和半径的精度为 $\le5$%，不确定性分别为 $\le7$% 和 $\le10$%。准确性和精度取决于观察者倾角和热斑余纬度，如果倾角和余纬度均 > 60 度，则质量和半径可达到 $\sim1$% 的值。