具有奇异物质核心的双中子星系统中的逆相变
广义相对论与量子宇宙学
2023-02-01 v2 高能天体物理现象
核理论
摘要
双中子星并合的多信使观测为约束致密物质状态方程提供了独特的机会。尽管从量子色动力学可知,强子物质会发生向奇异物质形式(如夸克物质)的相变,但这种相变的起始密度无法从第一性原理计算得出。因此,这种相变是否发生在孤立的 neutron stars 内部或双中子星并合期间,抑或出现在宇宙中无法实现的更高密度下,仍然是一个悬而未决的问题。本文中,我们执行中子星并合的数值相对论模拟,并研究在至少一个旋近双星组分中超过这种相变起始密度的情景。我们的模拟揭示,在并合前不久,这类星体可能经历一次“逆相变”,即密度降低,星体内部的夸克核心消失,在并合时留下一个纯强子星。并合后,当密度再次增加时,相变再次发生,并在本文所考虑的情况下导致黑洞的快速形成。我们计算了此类情景模拟的引力波信号和质量抛射,并发现了与并合后相变相关的清晰特征,例如,由于夸克核心形成导致状态方程软化而造成的较小抛射物质量。遗憾的是,我们未发现逆相变可测量的印记。
引用
@article{arxiv.2211.04662,
title = {Reverse phase transitions in binary neutron-star systems with exotic-matter cores},
author = {Maximiliano Ujevic and Henrique Gieg and Federico Schianchi and Swami Vivekanandji Chaurasia and Ingo Tews and Tim Dietrich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.04662},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 9 figures