R-模与中子星循环再生图景

为了对R-模不稳定性窗口施加新的约束，我们利用三组观测数据分析了循环再生图景下毫秒脉冲星（MSPs）的形成：（a）低质量X射线双星中中子星（NSs）的X射线观测；（b）毫秒脉冲星的计时观测；以及（c）MSPs的X射线和紫外观测。如先前工作所示，剪切黏性导致的R-模耗散不足以解释观测组（a），需要在红移内温度$T^\infty\sim 10^8$ K处增强R-模耗散才能稳定所观测到的中子星。本文中，我们论证了具有增强体黏性的模型由于强烈的中微子发射（这是此类模型的典型特征），很难对观测组（a）给出自洽的解释（需要不切实际的强大能源来维持中子星处于观测温度）。我们还证明，结合内部加热和中子星冷却理论，观测组（b）为低温下增强的R-模耗散提供了证据，即$T^\infty\sim 2\times 10^7$ K。观测组（c）使我们能够设定MSPs内温度的上限$T^\infty<2\times 10^7$ K（假设为具有吸积壳层的标准中子星）。只有当R-模不稳定性在温度$2\times 10^7\lesssim T^\infty\lesssim 3 \times 10^7$ K的整个MSP自旋频率范围（$\nu\lesssim 750$ Hz）内被抑制时，循环再生图景才能在这些温度下产生MSPs，从而为R-模不稳定性窗口提供了新的约束。我们结合Gusakov等人的共振抬升图景[Phys. Rev. Lett., 112 (2014), 151101]，对这些观测约束进行了更详细的分析。