基于微观基础的中子星统一状态方程

我们基于现代微观Brueckner-Hartree-Fock (BHF)计算，使用Argonne $v_{18}$势加上用Urbana模型计算的三体核力，推导了从中子星(NS)外壳到核心的新的状态方程(EoS)。为了处理NS壳层中物质的非均匀结构，我们使用最近的Barcelona-Catania-Paris-Madrid (BCPM)核能量密度泛函，它直接基于相同的微观BHF计算，并能够复现周期表中原子核的基态性质。外壳的EoS需要富中子核的质量，当实验未知时，通过带有BCPM泛函的Hartree-Fock-Bogoliubov计算获得。为了计算内壳，使用相同泛函在Wigner-Seitz元胞中进行Thomas-Fermi计算。预测在平均重子数密度介于$\simeq$0.067 fm$^{-3}$和$\simeq$0.0825 fm$^{-3}$之间（此处发生向核心的过渡）存在核意面(nuclear pasta)。NS核心由BHF计算的核EoS算出，假设为非奇异组分（$npe\mu$物质核心）。在星体的每个区域，我们讨论了新的EoS与先前用于完整NS结构的EoS的比较，特别是与天体物理计算中广泛使用的Lattimer-Swesty EoS和Shen等人EoS的比较。新推导的微观EoS同时满足最大NS质量2~$M_\odot$半径10 km，以及1.5~$M_\odot$ NS半径11.7 km。