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利用引力波研究中子星中的强相变

广义相对论与量子宇宙学 2020-02-19 v2 高能天体物理现象 核理论

摘要

中子星在其核心达到的极端密度下的组成目前尚不清楚。除正常中子和质子的核物质外,中子星核心可能含有退禁闭夸克等奇异物质。本文在旋进中子星的引力波观测背景下研究强强子-夸克相变。我们考虑即将到来的中子星并合探测,并通过常声速(Constant-Speed-of-Sound)参数化对具有相变的中子星状态方程进行建模。我们利用以下事实:含一个或多个强子-夸克混合星的中子星双星,可表现出与相同质量的纯强子星双星在潮汐性质上定性不同的特征,并对模拟的双中子星旋进信号族群的质量和潮汐性质进行层次化建模。我们探索了相变的参数空间,并讨论了在未来双中子星旋进观测中能够识别该效应并约束其性质(特别是相变发生的阈值密度和相变强度)的条件。我们发现,若探测到的双中子星族群同时包含强子星和混合星,则凭借 50-100 次探测即可约束足够强相变的起始质量和强度。若探测到的中子星仅为强子星或仅为混合星,则有可能对相变密度和强度给出下限或上限。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.07091,
  title  = {Studying strong phase transitions in neutron stars with gravitational waves},
  author = {Katerina Chatziioannou and Sophia Han},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.07091},
  year   = {2020}
}

备注

21 pages, 13 figures, 3 tables; accepted for publication in PRD, discussion on softer quark matter added, typos corrected