揭示暗物质在中子星各向异性中的作用：基于多信使观测的贝叶斯方法

暗物质（DM）持续逃避直接探测，但中子星（NS）充当了天然实验室，即使少量的 DM 成分也能改变其结构。尽管许多研究考察了 DM 对 NS 的影响，但它们通常依赖于特定的状态方程（EOS）模型选择，假设各向同性，并且缺乏贝叶斯统计框架，从而限制了其预测能力。在这项工作中，我们提出了一个贝叶斯框架，将压力各向异性核 EOS 与自相互作用费米子 DM 成分耦合，并受 NICER 和 GW170817 数据约束。我们的结果表明，高达 $\sim10\%$ 的 DM 质量分数与当前数据保持一致，这使得高密度 EOS 变软，导致恒星半径和潮汐形变减小，同时要求可忽略的压力各向异性。贝叶斯模型比较显示，在纯重子 NS 和混合 DM 的 NS 之间没有统计学上的显著偏好，表明引入 DM 增强了物理真实性而没有带来复杂性惩罚。然而，现有数据无法严格约束 DM 参数，并且我们的经验半径定义引入了向 DM 核心配置的系统性偏差。为了解决这个问题，我们引入了 DM 半径跨度 $\Delta R_\chi \equiv R_{\chi,\mathrm{max}} - R_{\chi,\mathrm{min}}$ 作为 DM 分布的统一诊断指标。该参数同时表征了核-晕过渡特征，并与 DM 和 BM 参数均表现出强线性相关性（$\Delta R_\chi < 4\,\mathrm{km}$），为未来的约束提供了清晰途径。我们的方法弥合了通过致密星观测探测 DM 的当前局限与未来潜力。