迈向多信使天文学的统一状态方程

我们提出了开发多信使天文学基准状态方程（EoS）模型的第一步，该模型统一了夸克和强子自由度的热力学。使用了夸克-介子-核子（QMN）物质热力学势的拉格朗日方法。在该方法中，动力学手征对称性破缺由与夸克和核子及其手征伴偶耦合的标量平均场动力学描述，从而其恢复在强子相中通过宇称双重化实现，在夸克相中亦然。夸克禁闭通过一个辅助标量场实现，该场参数化了夸克部分中的动力学红外截断，并作为核子相空间的紫外截断。针对同位旋对称情况以及中子星（NS）条件求解了能隙方程。我们还计算了NS的质量-半径（MR）关系及其潮汐形变参数。所得EoS符合饱和密度下的核物质性质以及重离子碰撞实验的流约束。对于同位旋不对称物质，获得了轻夸克味的依次出现，允许手征对称核子物质与解禁闭下夸克的混合相。致密星的MR关系和TD满足PSR J0740+6620、PSR J0030+0451以及NS合并GW170817的最新天体物理观测约束，从而最大质量与紧致度约束之间的张力相当独特地固定了模型参数。该模型预测，对于质量超过 $1.8~M_\odot$ 的恒星，存在具有手征恢复但纯强子（禁闭）物质核心的恒星。发现具有纯夸克物质核心的恒星对引力坍缩是不稳定的。如果包含夸克之间的排斥相互作用，这种不稳定性将转移到更高的密度。