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从多信使观测可对中子星最大质量施加何种约束?

高能天体物理现象 2023-10-12 v1

摘要

中子星的最大质量(MTOVM_{\rm TOV})在理解其状态方程(EoS)中起着关键作用。先前研究已利用大质量脉冲星紧致性的测量以及双中子星(BNS)并合中中子星的潮汐形变能力来约束EoS,进而约束MTOVM_{\rm TOV}。最质量最大脉冲星PSR J0952-0607的发现,其质量约2.35M2.35M_{\odot},为MTOVM_{\rm TOV}提供了有价值的下限。另一种约束MTOVM_{\rm TOV}的有效方法是通过考察BNS并合后形成的中心 remnant 类型。引力波(GW)数据可提供系统总质量,而伴随的电磁信号有助于推断 remnant 类型。在本研究中,我们结合所有先前的约束,并利用约24%24\%的短伽马射线暴之后出现X射线内部平台这一观测事实(表明大约此比例的BNS并合产生超大质量中子星),进行(马尔可夫链)蒙特卡洛模拟。这些模拟使我们能探索MTOVM_{\rm TOV}及BNS并合相关其他参数的概率密度分布。我们的结果表明,MTOVM_{\rm TOV}可能在2.49M2.52M2.49M_{\odot} - 2.52M_{\odot}附近,在1σ1\sigma2σ2\sigma)置信水平下不确定范围约为[0.16M-0.16M_{\odot}, 0.15M0.15M_{\odot}]([0.28M-0.28M_{\odot}, 0.26M0.26M_{\odot}])。此外,我们考察了GW170817和GW190425等具体事件中的并合 remnant 类型,以进一步约束MTOVM_{\rm TOV}及其他相关参数,这有助于理解BNS并合中涉及的物理过程。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.07133,
  title  = {What constraints can one pose on the maximum mass of neutron stars from multi-messenger observations?},
  author = {Shunke Ai and He Gao and Yong Yuan and Bing Zhang and Lin Lan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.07133},
  year   = {2023}
}

备注

14 pages, 10 figures, accepted for publication on MNRAS