中子星壳层性质的核心约束

使用改进的Gogny（MDI）和47种常用的Skyrme相互作用，在成熟的动力学和热力学方法内，系统研究了分隔中子星液态核心与固态壳层的内边缘转变密度$\rho_{t}$和压力$P_{t}$。结果表明，对同位旋不对称核物质完整状态方程（EOS）广泛使用的抛物线近似，可能会导致在估计$\rho_{t}$和$P_{t}$时产生巨大误差，特别是对于较硬的对称能泛函$E_{sym}(\rho)$。在两种方法中使用完整EOS，$\rho_{t}$和$P_{t}$随$E_{sym}(\rho)$斜率参数$L$的增加而大致呈线性递减。此外还表明，中子星壳层的厚度、质量分数和转动惯量均通过$\rho_{t}$对参数$L$非常敏感。进一步表明，由中能重离子碰撞中的同位旋扩散数据所约束的、与中子星壳层处于相同亚饱和密度范围的$E_{sym}(\rho)$，将转变密度和压力分别限制在0.040 fm$^{-3}$ < $\rho_{t}$ < 0.065 fm$^{-3}$和0.01 MeV/fm$^3$ < $P_{t}$ < 0.26 MeV/fm$^3$。这些转变密度和压力的约束值显著低于目前文献中使用的参考值。此外，使用MDI相互作用研究了质径关系及其他几个与中子星壳层密切相关的性质。结果发现，新约束的$\rho_t$和$P_t$连同早先对船帆脉冲星壳层转动惯量分数$\Delta I/I>0.014$的估计，对中子星的半径$R$和质量$M$施加了严格的约束：R>= 4.7+4.0M/M_sun km。