大质量中子星可包含超子

在相对论平均场理论(RMFT)框架下考虑超子自由度, 用7个参数组计算中子星的质量, 并分析超子耦合常数对中子星最大质量的影响. 结果表明: 对应状态方程（EOS）较硬的3个参数组（NLSH,NL3,NL2）, 中子星的最大质量可达已观测到中子星PSR J0348+0432和PSR J1614-2230及双中子星合并GW170817中给出的质量, 即大质量中子星结构中可包含超子相； 随着超子耦合常数χ的增大, 状态方程变硬, 中子星最大质量增大； 当NLSH参数组的χ≥0.6时, 中子星最大质量均大于2M⊙（M⊙为太阳质量）. 因此, 合理选择状态方程较硬的参数组与较强超子耦合常数可获得大质量中子星.     

预测某些中子星的构成组份

在理论上对中子星的构成组份以及中子星物质的不可压缩性进行不同的设定,通过计算得到一系列对应的中子星质量理论最大值。将这些计算值与观测值进行对比,可预测出某些中子星的构成组份。     

引力坍缩的抗衡力

爱因斯坦场方程有无限坍缩的解存在.当恒星质量超过中子星质量上限时,简并中子压不能抵抗引力坍缩.如果在恒星演化过程有磁应力来支撑引力,超过中子星质量上限的大质量中子星则不致于坍缩成黑洞.     

大质量中子星的冷却性质探讨

鉴于近期的观测数据更倾向于大质量的中子星,通过相对论平均场理论和相关弱作用理论来研究大质量中子星内部中微子发射性质及星体的冷却曲线.计算结果表明大质量中子星的冷却性质与星体质量有关,但是具体的变化规律还取决于模型参数.     

核子耦合参数对中子星中超子相的影响

中子星中超子的出现以及超子的比例对中子星的性质具有重要影响,不同的核子相互作用模型如何影响中子星中的超子是一个重要物理问题.从相对论平均场理论出发,选取不同核子耦合参数,计算了中子星中超子的数密度,发现不同类核子耦合参数对中子星中超子出现和中子星向超子星转变的转变密度有不同影响,而且核子相互作用的σ介子势和ω介子势影响显著,而ρ介子势影响较小.这些结果对大质量中子星性质的理论研究具有重要参考价值.     

中子星的引力质量亏损和转动质量效应

本文从Ｋｅｒｒ度规出发，推算了中子星的引力质量亏损和转动质量效应。通过和同质量的恒星的情况进行比较，进一步证明了中子星具有十分显著的狭义相对论和广义相对论效应。     

X射线脉冲星的观测事实

综述有关Ｘ射线脉冲星的基本观测事实及最新进展,涉及双星、中子星及强磁场等方面的观测证据。并介绍了中子星及其伴星质量的测定。     

超子同位旋相互作用对中子星性质的影响

作者从相对论平均场理论出发，考虑到核子、超子和介子的自由度，研究了不同∑超子同位旋相互作用对中子星性质的影响．经计算发现，大的三超子与ρ介子耦合常数对中子星中∑^-超子的出现有抑制作用，当该耦合常数超过1．4时，不会有∑^-出现，同时其它超子(比如∧，虽Е^-等)则在更小的密度下生成．该同位旋耦合常数亦对中子星物质的状态方程有影响，耦合常数越大，状态方程越硬，得到的中子星的最大质量越大．由计算结果得中子星的最大质量为1．3～1．4M⊙(M⊙为太阳质量)，与观测结果基本相符。     

广义相对论中荷电的晚期恒星

在本文中,我们研究了静态荷电的球对称星体,给出了它的Einstein场方程内部精确解,建立了相应的星体结构的微分方程、Emden方程和中子星结构方程。计算指出,由于电荷作用,处于平衡态的白矮星临界质量、中子星临界质量将大于不带电的Chandrasekhar临界质量和Oppenheimer—Volkoff临界质量。     

中子星性质的研究

对中子星状态方程作了简介,对核物质能量密度的计算的近似方法作了说明。以此为基础,研究了相互能对总能量的贡献,把相互能引入计算中,得到中子星质量、半径及密度的关系。     

引力子质量对中子星I-Q关系的修正

近年来,研究发现中子星的转动惯量I和四极矩Q存在着一个关系式,即I-Q关系.而且,该关系式不依赖于中子星内部的物态方程,与引力理论相关.因此,对该关系式的研究可用来检验引力理论.de Rham-GabadadzeTolley(dRGT)massive gravity是一种自洽的引力子静止质量不为零的修正引力理论,是目前国际引力理论研究的热点.本论文主要基于该修正引力理论,在慢速旋转近似下,利用多方指数n=0的物态方程,计算了dRGT massive gravity中牛顿极限下的I-Q关系.我们将dRGT massive gravity与爱因斯坦引力中的I-Q关系进行比较,发现引力子质量不会影响I与Q的平方之间无量纲化后的正比关系,但会改变其比例系数.     

运动带电粒子在转动球体的强引力场中的电磁辐射功率

本根据加速电荷瞬时辐射功率的公式，应用等效原理和广义相对原理，导出了运动带电粒子在强引力场中的电磁辐射功率的公式，并利用Kerr度规计算了运动带电粒子在转动球体的强引力场中的瞬时电磁辐射功率，对献[6]中子星的亮度为太阳亮度少10个数量级的结果给出一种解释。     

中子星辐射引力红移的量子真空极化修正

测量中子星表面辐射谱的引力红移被认为是探究这类致密天体基本物理特性最为直接有效的手段. 但是,脉冲星、磁星这些强磁化中子星表面的辐射红移不仅源于引力的作用, 还需要考虑星体表面的磁化等离子体以及由超强磁场所诱导的量子电动力学(quantum electrodynamics, QED) 真空极化效应对辐射的电磁作用. 运用Gordon有效度规理论研究磁化等离子体以及QED真空极化效应对星体辐射的影响. 计算结果表明, 一般情况下对辐射引力红移的修正起主要作用的是星体表面的磁化等离子体, 但在某些特定情况下, 还必须考虑QED真空极化效应的作用.     

引力场的能量动量

本文给出了引力场新的能量动量表达式,利用引力辐射验证了表述的合理性,当把这种表述应用到弧立静态球对称的(Schwdrz—shild)星体时,得到了‘异乎寻常’的重要结果:星体及其产生的引力场的总能量为2MC~2;即除星体物质本身的能量MC~2外,纯引力场总能量也为MC~2。     

核子“直接URCA”过程发生的条件和中子星的冷却机制

讨论了核子的“直接ＵＲＣＡ”过程发生的条件，发现在ＵＶ１４＋ＵＶⅡ态式描述的中子星物质中，核子的“直接ＵＲＣＡ”过程发生的条件是质子数分数必须超过０．１４；强调在中子昨丙“标准冷却”机制和“非标准冷却”机械可能同时存在；对几个没质量中子星的冷却过程的计算结果表明，引力 质量小于约１．６Ｍ的中子星核内应发生“标准冷却”过程，而在引力质量大于约１．６Ｍ的中子星核内可能存在２种冷却机制。     

Gravitationally redshifted absorption lines in the X-ray burst spectra of a neutron star

The fundamental properties of neutron stars provide a direct test of the equation of state of cold nuclear matter, a relationship between pressure and density that is determined by the physics of the strong interactions between the particles that constitute the star. The most straightforward method of determining these properties is by measuring the gravitational redshift of spectral lines produced in the neutron star photosphere. The equation of state implies a mass-radius relation, while a measurement of the gravitational redshift at the surface of a neutron star provides a direct constraint on the mass-to-radius ratio. Here we report the discovery of significant absorption lines in the spectra of 28 bursts of the low-mass X-ray binary EXO0748-676. We identify the most significant features with the Fe XXVI and XXV n = 2-3 and O VIII n = 1-2 transitions, all with a redshift of z = 0.35, identical within small uncertainties for the respective transitions. For an astrophysically plausible range of masses (M approximately 1.3-2.0 solar masses; refs 2-5), this value is completely consistent with models of neutron stars composed of normal nuclear matter, while it excludes some models in which the neutron stars are made of more exotic matter.     

超子耦合参数对前身中子星引力红移的影响

利用相对论平均场理论,考虑重子八重态{n,p,Λ,Σ-,Σ0,+,Ξ-,Ξ0}, 研究了超子耦合参数对前身中子星引力红移的影响. 研究发现：作为中心能量密度函数的引力红移随中心能量密度的增大而增大,并且它对超子耦合参数较敏感.对于不考虑超子的情形,引力红移最大.同时作为质量函数的引力红移对超子耦合参数也较敏感;我们的计算结果间接地被证明与天文观测相符. 研究还发现,作为M/R函数的引力红移对超子耦合参数不敏感.     

A massive binary black-hole system in OJ 287 and a test of general relativity

Tests of Einstein's general theory of relativity have mostly been carried out in weak gravitational fields where the space-time curvature effects are first-order deviations from Newton's theory. Binary pulsars provide a means of probing the strong gravitational field around a neutron star, but strong-field effects may be best tested in systems containing black holes. Here we report such a test in a close binary system of two candidate black holes in the quasar OJ 287. This quasar shows quasi-periodic optical outbursts at 12-year intervals, with two outburst peaks per interval. The latest outburst occurred in September 2007, within a day of the time predicted by the binary black-hole model and general relativity. The observations confirm the binary nature of the system and also provide evidence for the loss of orbital energy in agreement (within 10 per cent) with the emission of gravitational waves from the system. In the absence of gravitational wave emission the outburst would have happened 20 days later.