中子星最大紧凑度问题探讨

星体紧凑度——即恒星质量与半径之无量纲比 $\mathcal{C} := M/R$——在刻画中子星的引力与核物理特性方面发挥着根本作用。然而，由于紧凑度高度依赖于核物质方程状态（EOS）的未知因素，关于“中子星可达到多紧凑？”这一基础问题仍无 definitive 答案。为此，我们采用统计方法，考虑大量满足核理论、量子色动力学（QCD） perturbative 及天体观测约束的参数化 EOS。随后我们提出猜想：对于任意给定的 EOS，最大紧凑度的星体必为该 EOS 序列中最大质量星体。虽然我们为较大类解的此猜想提供了证明，但其普遍性证明仍待完成。然而，所有所考察的 EOS 均提供强有力证据表明此猜想普遍成立。利用该猜想，我们聚焦于最大质量星体的紧凑度，发现其存在上限 $\mathcal{C}_{\rm max} = 1/3$，该上限基本独立于星体质量，直接源于 perturbative-QCD 约束。