恒星对数扩展仿真：一种高效计算托尔曼-奥本海默-沃尔科夫方程的方法

我们利用一种基于动态模态分解（DMD）的新方法，仿真包含潮变形性的托尔曼-奥本海默-沃尔科夫（TOV）方程，用于中子星研究。该方法称为恒星对数扩展仿真（SLM），利用微分方程固有的对数行为，实现对非线性系统的精确仿真。我们使用 SLM 对具有固定参数的知名状态方程（EOS）进行预测，在实现约 $2.4 \times 10^4$ 倍计算加速的同时，准确复现了高保真结果。我们针对双参数夸克强子 EOS 测试了参数化 SLM 方法，对比高保真 RK4 TOV 计算，发现计算加速约 $7.0 \times 10^4$ 倍。因此，SLM 是一种高效的 TOV 方程仿真器，适用于多信使天体物理框架所需的大量 TOV 计算，这些框架用于推断对 EOS 的约束。SLM 算法能够学习 EOS 参数与后续中子星性质之间的映射，这为协助任何类型 EOS 的计算成本高昂的不确定性量化（UQ）开辟了潜在扩展方向。本工作采用的方法的源代码已在公开的 GitHub 仓库中开放，供社区修改和使用。