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由解耦物质支撑的相对论质量巨型星体:质量-半径边界的制约

广义相对论与量子宇宙学 2025-07-08 v1

摘要

双星中子星(BNS)的合并是一种显著的天体物理事件,在其中所有四种基本力在多个阶段动态地相互作用,产生丰富的多信使信号。这些观测提出了显著的多物理建模挑战,但也提供了独特机会去探测极端条件下引力和强核相互作用的本质。GW170817事件的里程碑检测提供了关于非旋转中子星(NS)的关键制约,包括其最大质量(M_max)和半径分布,从而信息冷、稠密核物的方程态(EOS)。虽然此类事件的轨道化阶段已被广泛研究,但合并后的信号甚至更有潜力揭示超核密度下物质的行为,特别是在存在向解离性夸克物质转变的情形下。以最近的引力波事件GW190814(2.5-2.67 M_sun)为灵感,我们重新审视高质量致密星体的建模,以通过广义多项式EOS(即修正能量密度轮廓耦合TOV方程)探讨其内部结构。我们在GR和最小几何变形(MGD)方法下探索质量-半径(M-R)关系。具体约束了四个高质量致密天体的半径:PSR J1614-2230(1.97^{+0.04}_{-0.04} M_sun)、PSR J0952-0607(2.35^{+0.17}_{-0.17} M_sun)、GW190814(2.5-2.67 M_sun)和GW200210(2.83^{+0.47}_{-0.42} M_sun),并证明我们的理论M-R曲线与观测数据一致。我们的发现为EOS提供了有意义的制约,凸显了替代引力模型在物理一致框架内容纳超质量致密星体的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.04046,
  title  = {Relativistic massive compact stars supported by decoupled matter: Implications for mass-radius bounds},
  author = {S. K. Maurya and A. Errehymy and Ksh. Newton Singh and G. Mustafa and Saibal Ray},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.04046},
  year   = {2025}
}

备注

3 tables and 9 figures