非转动与快速转动中子星引力质量与重子质量间的关系

选取一组与当前观测一致且最大质量范围不同的中子星（NS）状态方程（EOSs），我们研究了 NS 引力质量 $M_g$ 与重子质量 $M_b$ 之间的关系，以及均匀转动所能支撑的最大 NS 质量（$M_{\rm max}$）与非转动 NS 质量（$M_{\rm TOV}$）之间的关系。我们发现，若意图将一种与 EOS 无关的二次普适变换公式（$M_b=M_g+A\times M_{g}^2$）应用于所有 EOS，则对非转动 NS 最佳拟合 $A$ 值为 0.080，当考虑不同自转周期时为 0.073。该变换的残差误差高达 $\sim0.1M_{\odot}$。对于不同 EOS，我们发现非转动 NS 的参数 $A$ 正比于 $R_{1.4}^{-1}$（其中 $R_{1.4}$ 为 1.4$M_\odot$ NS 半径，以 km 为单位）。对于特定 EOS，若采用不同自转周期的最佳拟合参数，变换残差误差更小：二次形式约为 0.01$M_\odot$ 量级，三次形式（$M_b=M_g+A_1\times M_{g}^2+A_2\times M_{g}^3$）小于 0.01$M_\odot$。我们还发现了由自转引起的归一化质量增益 $\Delta m\equiv(M_{\rm max}-M_{\rm TOV})/M_{\rm TOV}$ 与归一化到开普勒周期的自转周期 ${\cal P}$ 之间非常紧密且普遍的关联，即 ${\rm log_{10}}\Delta m = (-2.74\pm0.05){\rm log_{10}}{\cal P}+{\rm log_{10}}(0.20\pm 0.01)$，该关联与 EOS 模型无关。讨论了我们的结果在 GW170817 上的应用。