快速旋转中子星的观测表现：X 射线暴、冷却尾方法与半径确定

低质量 X 射线双星中的中子星（NSs）以足够高的频率旋转，显著偏离球形（$\nu_* \sim$ 200--600 Hz）。我们研究快速旋转对 NS 观测表现的影响。我们利用精确的全相对论计算，提出将快速旋转 NS 的引力质量与赤道半径关联到具有相同重子质量的非旋转 NS 的质量 $M$ 与半径 $R$ 的解析公式。我们使用修正的扁球史瓦西（MOS）近似，计算在不同倾角下观测到的扁球旋转 NS 的光谱，其中光线弯曲在史瓦西度规中计算，但 NS 的参考系拖曳与四极矩在光子红移计算中被近似计入。我们将冷却尾方法推广到快速旋转 NS 的情形，以获得具有相同重子质量的对应非旋转 NS 的 $M$ 和 $R$ 的最概然值。我们使用先前计算的 NS 大气模型，将 NS 表面的局部光谱近似为稀释黑体。我们表明，若使用针对非旋转 NS 的冷却尾方法版本，对于 $R\approx 11$ km、以 $\nu_* =$ 700 Hz 旋转的面向观测者星，NS 半径可能被高估 3--3.5 km。我们将该方法应用于在 SAX J1810.8$-$2609 中观测到的以 $\nu_* \approx$ 532 Hz 旋转的 NS 的 X 射线暴。若以倾角 i=60 度观测，非旋转 NS 的结果半径（假设 $M=1.5 M_\odot$）变为 $11.8\pm0.5$ km；对于面向观测者视角，$R=11.2\pm0.5$ km，分别比忽略旋转的标准冷却尾方法所得半径小 0.6 和 1.2 km。这些快速旋转 NS 的对应赤道半径分别为 12.3$\pm 0.6$ km（i=60 度）和 11.6$\pm 0.6$\,km（i=0 度）。