利用引力波探测中子星的内部组成

中子星双星旋近的引力波包含了关于超核物质状态方程的信息。在尚无决定性实验证据来确定正确的状态方程的情况下，已提出了多种模型来给出中子星压力与其密度之间的函数关系。这些模型不仅在用于求解多体薛定谔方程的近似和方法上有所不同，而且在中子星组成的假设上也不同。我们研究了中子星双星准圆旋近的引力波观测是否能使我们区分具有不同内部组成的状态方程，从而提供关于极高密度物质性质的重要信息。我们进行了贝叶斯模型选择分析，发现第二代引力波探测器可以极大地约束仅包含夸克物质的状态方程，但包含正常物质和夸克物质的混合星较难与正常物质星区分开来。信噪比为 30 且质量约为 $1.4M_{\odot}$ 的引力波探测可以以 20 比 1 的置信度探测或排除奇异夸克星。K 介子凝聚或超子在中子星内核中的存在不易确认。例如，对于本文研究的状态方程，即使信噪比高达 60 的引力波信号也无法让我们以大于 5 比 1 的置信度声称探测到 K 介子凝聚或超子。另一方面，如果 K 介子凝聚和超子不在中子星中形成，具有类似信噪比的引力波信号将能够以 11 比 1 的置信度约束高质量系统中它们的存在。