正则化四维爱因斯坦-高斯-博内引力中具有统一相互作用状态方程的夸克星

自从推导出与标量场耦合的四维爱因斯坦-高斯-博内(4DEGB)引力一个定义良好的 $D\rightarrow 4$ 极限以来,人们一直有兴趣将其作为爱因斯坦广义相对论的一种替代方案进行检验。利用为 4DEGB 引力修正的 Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) 方程,我们使用一种新颖的相互作用夸克物质状态方程对夸克星的恒星结构进行建模。我们发现,增大高斯-博内耦合常数 $\alpha$ 或相互作用参数 $\lambda$ 都倾向于增大由该理论描述的夸克星的质量-半径轮廓,使得给定中心压强总体上能够支撑更大的夸克星。这些结果在逻辑上可推广到 $\lambda < 0$ 的情形,此时增大相互作用效应的幅度反而减小质量和半径。我们还解析地确定了两种情形下的临界中心压强,低于该压强时由于压强函数无根而不存在夸克星解。最有趣的是,我们发现由于 4DEGB 中黑洞与致密星之间缺乏质量间隙,夸克星可以存在于广义相对论 Buchdahl 界和 Schwarzschild 半径 $R=2M$ 之下。即使在当前观测约束内很好的小 $\alpha$ 情况下,我们发现该理论中的夸克星解也能描述极端致密天体(ECOs),即半径小于广义相对论所允许范围的物体。