袋模型下奇异星的非牛顿引力效应

该文研究标准袋模型奇异星在考虑非牛顿引力效应下的结构和性质.文章结果显示,对于标准袋模型描述的奇异物质,随着重子数密度的增大,非牛顿引力效应的修正项能量密度越大;非牛顿引力效应的引入使物态变硬,而且较大的非牛顿引力参数g2/2对应较硬的物态方程;非牛顿引力效应的引入有效地增大了星体能支撑的最大质量并且当非牛顿引力参数g...     

ρ介子对中子星物态方程的影响

在相对论平均场理论框架内采用σ-ω-ρ模型进行数值计算,确定引入ρ介子对中子星能量密度和压强变化的影响,进而研究其对中子星壳层的物态方程的影响。计算结果表明:ρ介子使中子星能量密度随着重子数密度的增大而增大,同时压强也随着重子数密度的增大而变化更大更显著,从而使中子星的物态方程变硬。     

转换温度中Berthelot物态方程内压强项温度指数的修正

设定Berthelot实际气体物态方程内压强项中待定的温度指数参数为α,根据热力学理论推导出具有温度指数参数的Berthelot实际气体转换温度与压强的函数关系式,应用计算机MATLAB模拟仿真技术绘制反转曲线,将其与气体实验反转曲线进行对比,确定两者拟合情况较好时的指数修正参数,得到修正后的Berthelot实际气体物态方程.修正后的Berthelot实际气体物态方程在描述气体通过节流手段获得低温时更贴近气体的实验行为,在节流制冷工艺流程中具有更强的使用价值和理论指导意义.     

物态方程对初生中子星星风动力学的影响

初生中子星中微子驱动的星风被认为是r-过程和p-过程发生的场所之一.基于牛顿流体动力学方程组,我们讨论了3种不同物态方程（（i）严格物态方程;（ii）忽略正负电子对简并参数;（iii）忽略气体压强）对初生中子星中微子驱动星风动力学的影响.结果发现,忽略简并参数的物态方程是个很好的近似;忽略气体压强的物态方程会明显地降低星风的密度、温度,提高速度和核子熵,但电子丰度几乎不会改变.同时星风物质溢出率、动力学时标等影响核合成的重要参量都有明显的改变.对1.4M⊙的典型中子星模型,我们发现在反中微子光度为8×1051ergs1时,星风物质是富中子的,采用不同的物态方程可能使诞生的快中子俘获元素的平均质量数最大相差6;在反中微子光度为1×1051ergs1时,星风物质是富质子的,质子俘获重核的相对丰度可能相差一倍,因此考虑合适的物态方程是极为重要的.     

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.     

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.     

RMF中有效相互作用对有限温度中子星性质的影响

从相对论平均场（Relativistic Mean Field,RMF）理论出发,考虑核子、超子和介子的相互作用,研究了一定温度（T=20 MeV）下,各种不同相互作用参数组（DDME1、TW99、NL2、TM1、TM2、GL85和GL97）对中子星物质的粒子组成、状态方程和质量等的影响.发现在不同参数组下,相对论平均场对中子星性质和整体结构的描述有所不同.其中DDME1和TW99计算的结果基本相同,它们给出较强的介子场势、较小的超子转变密度、较硬的物态方程和较大的质量极限;而GL97、 TM1和GL85     

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。     

转换温度中Berthelot物态方程内压强项温度指数的修正

设定Berthelot实际气体物态方程内压强项中待定的温度指数参数为α,根据热力学理论推导出具有温度指数参数的Berthelot实际气体转换温度与压强的函数关系式,应用计算机MATLAB模拟仿真技术绘制反转曲线,将其与气体实验反转曲线进行对比,确定两者拟合情况较好时的指数修正参数,得到修正后的Berthelot实际气体物态方程。修正后的Berthelot实际气体物态方程在描述气体通过节流手段获得低温时更贴近气体的实验行为,在节流制冷工艺流程中具有更强的使用价值和理论指导意义。     

σ*和介子对中子星转动惯量的影响

本文利用相对论平均场理论并考虑重子八重态n,p,Λ,∑－,∑0,∑+,Ξ－,Ξ0, 对慢旋转中子星的转动惯量进行了计算. 研究发现,考虑σ*,介子的作用后中子星的转动惯量I增大了,中子星的转动惯量和质量的峰值均增大,并且其所达到峰值时所对应的中心能量密度εc也都增大了.     

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.     

压缩重子物质：从原子核到脉冲星

尽管物质世界以不熟悉的暗物质、暗能量为主，但自然界的精彩却要归功于相对少量的那些重子物质．日常生活中原子核之间Coulomb排斥有效地阻止它们通过挤压物质而聚合起来，然而天体极端环境时常出人意料：大质量恒星演化至晚期时，其核心引力如此之强以至于其他任何力（当然包括Coulomb排斥）都难以媲美——压缩重子物质就这样在超新星爆发过程中诞生，并表现为观测到的脉冲星．对这类压缩重子物质的研究将不仅加深对强作用基本性质的认识，而且有助于检验引力理论、探测低频引力波、建立精确的时间标准和导航体系，还是我国在建或拟建大型天文望远镜的核心课题．历史上Landau曾推测恒星核心存在巨大的原子核（后来发展成为“中子星”模型），我们经过研究后却认为脉冲星其实是由夸克集团而构成的凝聚体．夸克集团作为超新星爆发形成压缩重子物质的基本单元这一想法十年来并未被观测排除，而且我们还期待未来功能更强大的观测设备检验它．     

A two-solar-mass neutron star measured using Shapiro delay

Neutron stars are composed of the densest form of matter known to exist in our Universe, the composition and properties of which are still theoretically uncertain. Measurements of the masses or radii of these objects can strongly constrain the neutron star matter equation of state and rule out theoretical models of their composition. The observed range of neutron star masses, however, has hitherto been too narrow to rule out many predictions of 'exotic' non-nucleonic components. The Shapiro delay is a general-relativistic increase in light travel time through the curved space-time near a massive body. For highly inclined (nearly edge-on) binary millisecond radio pulsar systems, this effect allows us to infer the masses of both the neutron star and its binary companion to high precision. Here we present radio timing observations of the binary millisecond pulsar J1614-2230 that show a strong Shapiro delay signature. We calculate the pulsar mass to be (1.97?±?0.04)M(⊙), which rules out almost all currently proposed hyperon or boson condensate equations of state (M(⊙), solar mass). Quark matter can support a star this massive only if the quarks are strongly interacting and are therefore not 'free' quarks.     

强引力下的Klein-Gordon方程解

本文在强引力的de Sitter度规下,求得Klein-Gordon方程的严格解.其中,一个静质量为零的是普通的引力子;另一个静质量m为(2A/3)~(1/2),的是一个传递短程强引力的f介子.     

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.     

π介子凝聚对中子星物质的影响

在相对论平均场理论框架下研究了π^-介子凝聚对包括Δ共振态的中子星物质状态方程及其粒子分布的影响. 研究表明, π^-介子凝聚的存在对中子星物质的粒子分布有明显影响, 使Δ^-粒子出现推迟, Δ⁺粒子出现提前. π^-介子凝聚的出现还使中子星物质的状态方程变软. 尽管这种改变很小, 但这种变软的趋势仍具有重要的意义.     

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。     

中子星内引力能的研究

用一般静态各向同性度规研究了中子星的引力能。认为引力场对中子星质量的贡献是由于不变体积元，从而使中子星质量的定义得到澄清。     

包 含 Δ 共 振 态 的 核 物 质

在相对论平均场理论框架下研究了包括Δ共振态核物 质的状态方程. 研究表明， 随着Δ粒子相对数密度的增加， 饱和点处的结合能下降， 并向总粒子数密度增加方向移动， 状态方程逐渐变软. 结果表明， 包括Δ粒子的中子星物质是中子星一个可能的相结构.