中子星自转突变期间壳-核耦合的观测约束

我们证明，对船帆座脉冲星（Vela pulsar）中自转突变的观测可用于研究中子星壳-核耦合的强度，并表明自转突变后的恢复主要由在突变期间与壳层解耦的核超流组分重新耦合所施加的力矩主导。假设重新耦合由超流中子与核带电组分之间的相互摩擦介导，我们利用船帆座脉冲星最近两次自转突变恢复中最短时标分量的观测幅度和时标，推断在突变期间与壳层耦合因而被突变事件加速的核部分比例。在一个两流体流体动力学自转突变模型框架内，我们分析了仅壳层中子是否足以驱动在船帆座脉冲星中观测到的自转突变活动。我们使用了两组中子星状态方程（EOS），两者均一致地跨越壳与核，并覆盖了饱和密度处对称能斜率 $30 < L <120$ MeV 的范围。一组产生最大质量 $\approx$2.0$M_{\odot}$，第二组 $\approx$2.6$M_{\odot}$。我们还包含了壳层中子被超流晶格拖曳的效应。我们发现，对于中等到较硬的状态方程，观测意味着在突变期间核的转动惯量有 $>70\%$ 与壳层耦合，而对于较软的状态方程 $L\approx 30$MeV 时少至 $5\%$ 可能耦合。没有任何状态方程能够仅用壳层中子重现观测到的自转突变活动，但将超流涡旋被强钉扎到核中的区域从壳-核转变密度之上仅 0.016fm$^{-3}$ 的密度扩展，则恢复了与观测自转突变活动的一致。