中子星物质的统一 QMF 状态方程：静态与动态性质
核理论
2025-07-29 v2 高能天体物理现象
摘要
我们构建了一组基于夸克平均场 (QMF) 模型的统一状态方程，并将其校准至饱和密度下核对称能斜率 () 的不同取值，旨在探究中子星的静态性质与动态行为，并构建其内部结构的连贯图景。我们评估了这些 QMF 模型在描述质量-半径关系、孤立中子星与 X 射线暂现源的冷却演化以及不稳定性 (例如 r 模式) 方面的表现。与在强子层面构建的相对论平均场 (RMF) 模型相比，QMF 模型预测了更重的核团簇和更大的 Wigner-Seitz 原胞尺寸，而两种方法中自由中子气体的密度则基本相似。对于孤立中子星的冷却，在不存在直接 Urca (dUrca) 过程的情况下，热演化对多体模型和对称能斜率均不敏感。然而，当允许通过 dUrca 过程进行快速冷却时，在我们研究中 值较大 (例如 MeV) 的情况下，QMF 模型预测了更长的热弛豫时间。QMF 和 RMF 模型均能重现与 X 射线暂现源 (例如 KS 1731--260) 在壳层冷却阶段的观测结果相一致的冷却曲线，尽管恒星参数会因模型和对称能斜率的不同而略有变化。在我们的统一框架内，较大的 值通常会导致更宽的不稳定性窗口，而增加恒星质量则倾向于抑制不稳定性窗口。我们还提供了简单的幂律参数化，以量化饱和密度下核物质的体粘度和剪切粘度对对称能斜率的依赖关系。
引用
@article{arxiv.2505.00539,
title = {Unified QMF equation of state for neutron star matter: Static and dynamic properties},
author = {Zhonghao Tu and Xiangdong Sun and Shuochong Han and Zhiqiang Miao and Ang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.00539},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 10 figures, 3 tables, version accepted for publication in Phys. Rev. D. (2025)