【摘要】：中子星(NS)作為可觀測宇宙中物質(zhì)最致密的存在形式之一,是人們借以探索超致密物質(zhì)之奧秘的不可替代的實驗室。從微觀物理的角度看來,非對稱核物質(zhì)(ANM)的物態(tài)方程(EoS)主導(dǎo)了中子星絕大部分的宏觀性質(zhì)。因此,天文觀測其實也可以反過來被用于約束中子星的物態(tài)方程。早些時候,人們對兩顆大質(zhì)量中子星PSR J0348+0432和PSR J1614-2230質(zhì)量上的精確測量給中子星的最大質(zhì)量(M_(max))設(shè)置了很強的約束,排除了大量的太軟的物態(tài)方程。近期雙中子星并合引力波事件GW170817又給人們帶來了一些非常有價值的關(guān)于中子星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的信息。在本次引力波事件中,LIGO把用于描述這兩顆中子星在潮汐場中的形變的聯(lián)合潮汐極化率限制為(?)＜800。本文研究核對稱能和中子星的一些可觀測量之間如何相互影響。在貝葉斯分析的框架下,結(jié)合了引力波事件GW170817中兩顆中子星的質(zhì)量-潮汐形變參數(shù)的聯(lián)合分布來約束對稱能參數(shù)。在考慮了觀測上對M_(max)的限制的情況下對ANM EoS進行了超過4×10~6次隨機采樣,后驗分布的結(jié)果表明,質(zhì)量為1.4M_⊙的單個中子星的典型半徑和潮汐形變參數(shù)被分別約束為11.2R_(1.4)km12.8和126Λ_(1.4)547。統(tǒng)計結(jié)果顯示太硬的物態(tài)方程不能很好地與GW170817對應(yīng),統(tǒng)計后最大質(zhì)量M_(max)的最大概然值是2.10M_⊙。除了ANM EoS,本文還用同樣的框架計算了一些在中子星研究中常用的物態(tài)方程的似然度,包括APR,SLy4,DBHF,WFF1等。此外,借助大量的物態(tài)方程,本文檢驗了一些關(guān)于中子星轉(zhuǎn)動慣量、潮汐形變參數(shù)以及致密度的普適性關(guān)系,并給出了適用于ANM EoS的最佳擬合。結(jié)合大量的計算實例,簡要地給出了在中子星研究中減小插值致誤差的物態(tài)分辨率標準,那就是,使用物態(tài)方程數(shù)據(jù)表時應(yīng)確保在密度(1,10)ρ_0上不少于50個數(shù)據(jù)點,這里ρ_0是核飽和密度。
【圖文】：

(a) (b)圖 2-1 正常中子星與夸克星對比密度為初始條件時的解�？淇宋飸B(tài)在質(zhì)量半徑圖上最直接的特點就是低質(zhì)量的時候半徑一般也比較小，而在中間質(zhì)量區(qū)間上半徑隨質(zhì)量增加會明顯增大。相比之下，正常中子星在質(zhì)量小到接近 時半徑會明顯比一般質(zhì)量的情況大，，雖然目前觀測上還沒有確認任何質(zhì)量小于 的中子星，但是有理論計算表明其質(zhì)量下限可能接近 ，其最大半徑可能達到 [35]，這是夸克星所不具有的性質(zhì)。當然，質(zhì)量半徑曲線僅僅是區(qū)分夸克星和正常中子星的一種并不嚴謹?shù)姆椒�，而且有研究表明只要正常中子星的物態(tài)方程在 上有較高的聲速，正常中子星也可以在中等質(zhì)量區(qū)間上表現(xiàn)出半徑隨質(zhì)量增加而增大[36]。純夸克物態(tài)和核物質(zhì)物態(tài)在表觀上最本質(zhì)的區(qū)別之一在平均每核子結(jié)合能 上，為了討論中子星的平均核結(jié)合能，我們需要先區(qū)分在廣義相對論中的幾種質(zhì)量。首先是引

的效果而損失的勢能。，中子星還有一種被稱為重子質(zhì)量的屬性， = ，這里 為每重子的自由靜質(zhì)量，在中子星里面可以近似取自由中子 。引力質(zhì)量與重子質(zhì)量的差別 ( ) 可以看作組成中子星的束縛成中子星后損失的總能量。在習(xí)慣上，人們把每個核子在中能量拆分成引力勢能和核結(jié)合能，所以一個中子星上所有核子總： = ( ) 別計算 AP4 EoS 和 CIDDM-2 在不同引力質(zhì)量下對應(yīng)的平均每核 2-2：
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P145.6

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本文編號：2597073