中子星结构与物态方程

我们从理论和观测的角度考虑了中子星的结构。我们展示了中子星结构的一个重要方面：中子星半径主要由核物质平衡密度附近的物质压力行为决定。如果这些密度下不发生极端软化，半径实际上与质量无关，而由压力大小决定。对于具有极端软化或自束缚的物态方程，半径对质量更敏感。我们的结果表明，在没有极端软化的情况下，对中子星半径进行优于约1公里的测量将有效地约束物态方程。我们还表明，核物质密度附近的压力主要是核对称能量密度依赖性的函数，而核不可压缩性和偏斜参数起次要作用。此外，我们表明，对于一大类物态方程，中子星的转动惯量和结合能几乎是恒星紧凑度的普适函数。这些特征可以通过考虑Buchdahl和Tolman分别给出的两个解析但现实的爱因斯坦方程解来理解。我们推导了位于壳层中的转动惯量比例的有用近似值，该比例是恒星紧凑度以及核-壳界面压力的函数。