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双中子星并合中强子-夸克交叉过渡的特征信号

高能天体物理现象 2025-03-24 v2 广义相对论与量子宇宙学 核理论

摘要

我们通过数值相对论模拟研究了双中子星并合中强子-夸克交叉过渡的观测特征,考虑了多种质量构型。我们采用两种与观测数据推断一致的物质状态方程 (EoS)。在交叉过渡场景中,EoS 在双中子星并合达到的密度处变软,并平滑地延续到夸克物质。在无交叉的相变场景中,EoS 保持坚硬,相变在并合无法达到的密度处发生。GW170817 类系统在两种场景中均形成大质量中子星残骸,仅在交叉过渡场景中因 EoS 变软而坍缩为黑洞,同时引力波辐射较强。这一差异清晰地反映在引力波的突然中断上。对于给定的 EoS,并合残骸的寿命主要由系统的总质量决定。在下一代地基引力波探测器对多种未来事件的观测中识别这些特征,将有助于阐明强子-夸克过渡的细节。残骸周围吸积盘的质量不仅取决于残骸寿命,还取决于系统的质量比。与吸积盘外流相关的电磁辐射也将有助于对强子-夸克过渡的详细研究。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.10298,
  title  = {Signature of hadron-quark crossover in binary-neutron-star mergers},
  author = {Yuki Fujimoto and Kenji Fukushima and Kenta Hotokezaka and Koutarou Kyutoku},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.10298},
  year   = {2025}
}

备注

25 pages, 18 figures