發(fā)布時間：2020-04-07 20:54

【摘要】：本文使用 Banik(Banik EOS)、Lattimer-Swesty(Lattimer-SwestyEOS)、Shen(ShenEOS)和Hempel(HempelEOS)四種物態(tài)方程,研究了初生中子星的平衡結(jié)構(gòu)、l = 0微擾的基態(tài)模的頻率、和l=2微擾的準正則模(Quasi-Normal Mode)的頻率在冷卻過程中的演化,在均勻溫度和質(zhì)子數(shù)比率分布與非均勻分布時的區(qū)R%。我們假設(shè)在初生中子星內(nèi)部的溫度T和質(zhì)子數(shù)比率Yp的分布與靜止質(zhì)量具有線性關(guān)系,得到的主要研究結(jié)論如下:(1)TOV星平衡結(jié)構(gòu):對Yp均勻分布,而T非均勻分布情況,在保證初生中子星的總內(nèi)能相同的前提下,對于中心靜止質(zhì)量密度pc相同的星,溫度沿徑向減小越快,星的靜止質(zhì)量越小;對于總靜止質(zhì)量相同的星,溫度沿徑向減小地越快,星的半徑越小。對T均勻分布,而Yp非均勻分布情況,在保證初生中子星的總質(zhì)子數(shù)比率(有效質(zhì)子數(shù)比率)相同的前提下,對于pc相同的星,Yp分布的變化對星的靜止質(zhì)量影響不大;對于總靜止質(zhì)量相同的星,Yp分布的變化在高溫時對星的半徑的影響較大,在低溫時對星的半徑的影響不大。(2)l = 0微擾的基態(tài)模與引力塌縮:在T和Yp都是均勻分布的情況下,Shen EOS和Hempel EOS構(gòu)成的初生中子星,在冷卻過程中,取決于初生中子星的靜止質(zhì)量,可能形成穩(wěn)定的中子星,也可能發(fā)生延遲塌縮形成黑洞(基態(tài)模頻率等于零);而Banik EOS和Lattimer-Swesty EOS構(gòu)成的初生中子星,在冷卻過程中不會發(fā)生延遲塌縮,能夠形成穩(wěn)定的中子星。當Yp均勻分布,而T非均勻分布時,Shen EOS和Hempel EOS構(gòu)成的初生中子星,在冷卻過程中是否有延遲塌縮現(xiàn)象,除了與初生中子星的靜止質(zhì)量有關(guān),還與溫度T的分布有關(guān)。例如,對于Hempel EOS構(gòu)成的初生中子星,當常數(shù)Yp = 0.1、k:= 0.1(k是描述溫度分布的參數(shù))時,M ≥ 2.3937M(?)的星在冷卻過程中將塌縮形成黑洞;當常數(shù)Y= 0.1、k = 0.2時,Hempel EOS的初生中子星不會塌縮,將形成穩(wěn)定的中子星。當T均勻分布,而Yp非均勻分布時,初生中子星z = 0微擾的基態(tài)模頻率隨溫度的演化規(guī)律與常數(shù)溫度和常數(shù)質(zhì)子數(shù)比率一樣。(3)l = 2微擾的準正則模(Quasi-Normal Mode):在T和Yp都是均勻分布的情況下,對于這四種物態(tài)方程的初生中子星,其l = 2的準正則模(Quasi-Normal Mode)頻率隨著溫度的降低都是先減小后增大。當Yp均勻分布,而T非均勻分布時,如果變化梯度比較大,對于這四種物態(tài)方程的初生中子星,在冷卻過程中其l = 2的準正則模(Quasi-Normal Mode)頻率都是一直減小。如果同時考慮T和Yp非均勻分布,這四種物態(tài)方程的初生中子星,在冷卻過程中其l = 2的準正則模(Quasi-Normal Mode)頻率的演化行為與只有T非均勻分布相同。相對論星的物態(tài)方程是天體物理學(xué)、核物理與粒子物理學(xué)的重要研究領(lǐng)域,對相對論星物態(tài)方程的研究可以幫助我們了解在地面實驗室不可能得到的高密度物質(zhì)的物理規(guī)律。本文的研究指出,根據(jù)初生中子星的準正則模(Quasi-Normal Mode)頻率的演化可以推斷哪種物態(tài)方程能夠更好地描述初生中子星內(nèi)部的真實物質(zhì)狀態(tài)。
【圖文】：

Ｐｃ邐Ｐｃ逡逑圖２．１邋具有Ｂａｎｉｋ邋ＥＯＳ、溫度ｒ邋＝邋２０Ｍｅｙ、圖２．２邋具有Ｌａｔｔｉｍｅｒ－Ｓｗｅｓｔｙ邋ＥＯＳ、溫度ｒ邋＝逡逑不同大小的質(zhì)子數(shù)比率％的初生中子星的邐２０ＭｅＦ、不同大小的質(zhì)子數(shù)比率％的初生逡逑總靜止質(zhì)量Ｍ與星的中心靜止質(zhì)量密度Ｐｃ邐中子星的總靜止質(zhì)量Ｍ與星的中心靜止質(zhì)逡逑的關(guān)系。邐量密度ｐｃ的關(guān)系。逡逑注：質(zhì)量Ｍ的單位是Ｍ０，，質(zhì)量密度ｐ的單位是１／Ｍ｜，溫度ｒ的單位是ＭｅＶ，逡逑它們與國際單位（ｃｇｓ／ＳＩ）的關(guān)系是：逡逑ｌＡ／０邋＝邋１．９８９邋ｘ邋１０３Ｏｋｇ，邋ｌＭ0２邋＝邋６．１７７４邋ｘ邋１０２０ｋｇ／ｍ３，邋ＩＭｅＶ邋＝邋１．１６０５邋ｘ邋１０１０／＜0逡逑根據(jù)圖２．１顯示的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，具有Ｂａｎｉｋ邋ＥＯＳ的初生中子星，當中逡逑心靜止質(zhì)量密度ｐ。＜邋０．００２８ＭＪ２時，在中心靜止質(zhì)量密度＾相同的條件逡逑下，初生中子星質(zhì)子數(shù)比率大對應(yīng)的星的總靜止質(zhì)量Ｍ越大。當Ｐｃ＞逡逑０．００２８ＭＪ２時，情況則相反，初生中子星的質(zhì)子數(shù)比率越大對應(yīng)的星的逡逑總靜止質(zhì)量Ｍ越小。在Ｐｅ－Ａｆ圖中，總靜止質(zhì)量達到最大值之前的部分，逡逑必／Ａ＾Ｘ）

Ｐｃ邐Ｐｃ逡逑圖２．３邋具有Ｓｈｅｎ邋ＥＯＳ、溫度ｒ邋＝邋２０ＭｅＦ、圖２．４邋具有Ｈｅｍｐｅｌ邋ＥＯＳ、溫度ｒ邋＝邋２０ＭｅＶ、逡逑不同大小的質(zhì)子數(shù)比率的初生中子星的不同大小的質(zhì)子數(shù)比率％的初生中子星的逡逑總靜止質(zhì)量Ｍ與星的中心靜止質(zhì)量密度ｐｃ邐總靜止質(zhì)量ｉｌｆ與星的中心靜止質(zhì)量密度ｐｃ逡逑的關(guān)系。邐的關(guān)系。逡逑注：質(zhì)量Ｍ的單位是Ｍ０，質(zhì)量密度ｐ的單位是１／Ａｆ｜，溫度ｒ的單位是ＭｅＦ，逡逑它們與國際單位（ｃｇｓ／ＳＩ）的關(guān)系是：逡逑ＩＭｑ邋＝邋１．９８９邋ｘ邋１０３０ｋｇ，邋ＩＭｑ２邋＝邋６．１７７４邋ｘ邋１０２Ｏｋｇ／ｍ３，邋ＩＭｅＶ邋＝邋１．１６０５邋ｘ邋ＩＱ１０Ｋ0逡逑根據(jù)圖２．３顯示的結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，具有Ｓｈｅｎ邋ＥＯＳ的初生中子星，在中逡逑心靜止質(zhì)量密度外較大時（ｐｃ邋＞邋０．００１２ＭＪ２左右），相同中心靜止質(zhì)量密逡逑度條件的初生子星，質(zhì)子數(shù)比率Ｆｐ越大對應(yīng)的星的總靜止質(zhì)量Ｍ越小。逡逑與Ｌａｔｔｉｍｅｒ－Ｓｗｅｓｔｙ邋ＥＯＳ的情況類似，當中心靜止質(zhì)量密度較小時，這一行逡逑為有可能出現(xiàn)反轉(zhuǎn)趨勢。例如
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P145.6

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 呂君麗;孫緯武;;Determining the long living quasi-normal modes of relativistic stars[J];Chinese Physics B;2011年04期

本文編號：2618381