混沌磁场对中子星潮汐形变的系统性效应：对致密物质引力波约束的启示

我们研究了强磁场对中子星物质状态方程 (EoS) 的影响，以及由此对双中子星 (BNS) 并合中潮汐形变测量产生的影响。以往磁性中子星研究的一个关键问题是在 Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) 方程中对磁场各向异性的处理。为了解决这一基本问题，我们采用混沌磁场近似，该近似允许在保持各向同性的同时自洽地处理磁压。使用具有正确实现磁场修正的相对论平均场方法，我们计算了磁场强度在 $10^{15}$ 到 $10^{16}$ G 范围内的中子星的质量-半径关系和潮汐形变参数。我们的系统研究表明，与无场情况相比，磁场导致恒星半径 (0.8--2.3%) 和潮汐形变 (4.2--18.1%) 均增加，且效应的标度约为 $B^{1/2}$。这些修正虽然不大，但有可能被当前和下一代引力波探测器探测到。对于典型的 $1.4\,M_\odot$ 中子星，在没有磁场的情况下潮汐形变从 $\Lambda_{1.4} = 678 \times 10^6$ 增加到 $B = 10^{16}$ G 时的 $\Lambda_{1.4} = 803 \times 10^6$。我们证明，在使用引力波观测约束中子星状态方程时必须考虑磁场效应，特别是对于包含强磁性中子星的星族。我们的结果表明，当考虑磁场效应时，当前 GW170817 对潮汐形变的约束可能需要系统性修正。我们提供了磁场修正的标度关系，并讨论了对下一代探测器中子星并合星族研究的启示。