有限温度下强超子-超子相互作用对中子星的影响

文章在相对论平均场的框架内研究了有限温度下强超子-超子（YY）相互作用对中子星物质的影响．结果表明，包含强YY相互作用后，（1）星体会被进一步的超子化；（2）星体最大质量变小而相应的半径变大．另一方面，随着温度的升高，YY项对中子星物质的主要影响迅速减弱．在高于约46MeV时，强YY项在中子星里的效果是可以忽略的．     

相对论平均场理论下包含强超子-超子相互作用的热中子星

在相对论平均场的框架内研究有限温度下包含强超子-超子（YY）相互作用的中子星性质．结果表明，无论是否包含强YY相互作用，中子星物质的性质随温度变化的趋势都是一样的．随着温度升高，超子出现的临界密度会降低，超子丰度也会增加．在低密度和高密度区域，状态方程随着温度的增加而变硬；但在中间密度区域，状态方程随着温度的增加而变软．较高温度的中子星物质将会拥有较大的最大质量．     

中子星中的超子相

本文一方面采用相对论平均场理论来研究超子Λ、∑和≡对中子星的粒子分布、质量半径关系等方面性质的影响。另一方面,又从弱相互作用理论出发,讨论超子如何改变直接Urca过程的发生范围和中微子发射率,进而研究超子对中子星冷却性质的影响。结果表明,超子对中子星的影响是复杂的、多方面的、且不可忽略的。     

超子对中子星的影响

通过相对论平均场模型以及弱相互作用理论研究∑超子对中子星的影响。结果表明,∑超子对三种介子场均有影响,进而改变了中子星内部的粒子分布、质量——半径关系等。∑超子在冷却方面的效应更加明显,一方面,它们改变电子和肚子的直接Urca过程的发生范围,另一方面也使得中微子发射率大幅降低,因此∑超子可能并不利于中子星冷却。     

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.     

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。     

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.     

温度对前中子星物质的影响

在相对论平均场框架内研究温度对包含δ介子的热前中子星物质的影响.温度对前中子星物质的影响趋势与是否包含δ介子无关.温度升高：（1）超子出现的临界密度降低;（2）低密度处超子丰度增加;（3）高密度区域内中微子丰度增加;（4）状态方程在低密度区域变硬而在高密度区域变软.同时,温度升高,前中子星的最大质量及其对应的半径都会增加.如果前中子星物质内包含了夸克相,温度升高,强子夸克相变开始和结束的临界密度都会提前.     

超子耦合常数对中子星性质的影响

采用相对论平均场理论(RMFT)下的GL85参数组,在考虑超子(Λ,Σ+,Σ0,Σ-,Ξ0,Ξ-)自由度下,研究超子耦合常数的选取对中子星内粒子数密度分布、状态方程及质量-半径关系的影响.结果表明:随着超子耦合常数的增大,超子Σ-的出现密度增大,其他超子(Λ,Σ+,Σ0,Ξ0,Ξ-)的出现密度变小,状态方程变硬,中子星的引力质量变大而半径变小;当超子耦合常数从0.4增大到1.0时,中子星质量从1.36M⊙(M⊙=1.99×1030kg为太阳质量)增大到1.97M⊙,相应的半径由12.1km减小到11.3km.并得到与中子星质量下限(1.4M⊙)对应的超子耦合常数值.     

超子同位旋相互作用对中子星转动惯量的影响

 利用相对论平均场理论,考虑重子八重态{n,p,Λ, Σ^-, Σ⁰, Σ⁺,Ξ^-,Ξ⁰},研究了超子同位旋相互作用对中子星转动惯量的影响.研究发现:考虑到超子同位旋相互作用,当x_ρ 分别取2,1,2/3时,中子星的转动惯量依次减小,同一中子星质量以及当半径R>13.961km时同一中子星半径所对应的转动惯量也均依次减小;而当半径R<13.961km时,对同一中子星半径所对应的转动惯量来说,x_ρΣ=2/3对应的转动惯量最小,x_ρΣ=2所对应的较大,而x_ρΣ=1 相应的转动惯量最大.     

中子星中强子-夸克的相变

给出一个研究由强子相到夸克相相变的简单模型,并定性分析了奇异星与混合星的基本性质,计算结果在观测范围内.     

中子物质的一种可能相变

建议高密物质中子化后出现夸克集团相，这是一种带色的中子．分析了相应温度和密度．讨论了新相的自族长程序和类铁磁的畴状结构．     

Pulsar radiation mechanisms

Gamma rays produced by electrons accelerated in the strong magnetic fields of neutron stars annihilate to electron-positron pairs. This leads to a two-stream situation, which results in bunching and coherent radio emission.     

Nuclear-powered millisecond pulsars and the maximum spin frequency of neutron stars

Millisecond pulsars are neutron stars that are thought to have been spun-up by mass accretion from a stellar companion. It is not known whether there is a natural brake for this process, or if it continues until the centrifugal breakup limit is reached at submillisecond periods. Many neutron stars that are accreting mass from a companion star exhibit thermonuclear X-ray bursts that last tens of seconds, caused by unstable nuclear burning on their surfaces. Millisecond-period brightness oscillations during bursts from ten neutron stars (as distinct from other rapid X-ray variability that is also observed) are thought to measure the stellar spin, but direct proof of a rotational origin has been lacking. Here we report the detection of burst oscillations at the known spin frequency of an accreting millisecond pulsar, and we show that these oscillations always have the same rotational phase. This firmly establishes burst oscillations as nuclear-powered pulsations tracing the spin of accreting neutron stars, corroborating earlier evidence. The distribution of spin frequencies of the 11 nuclear-powered pulsars cuts off well below the breakup frequency for most neutron-star models, supporting theoretical predictions that gravitational radiation losses can limit accretion torques in spinning up millisecond pulsars.     

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。     

Direct Urca processes involving hyperons in neutron star matter

The presence of the isovector scalar interaction in neutron star matter is considered by exchangingδmeson;we study the effects ofδmesons on the direct Urca processes involving hyperons.The calculation is based on the framework of the relativistic mean field theory.By our analysis,the hyperon direct Urca processes under beta equilibrium are open at lower densities due toδmesons,which create a larger energy gap between two baryons in the reactions.Theδmeson leads to an obvious enhancement of the neutrino emissivity for the hyperon direct Urca processes.In particular,the relativistic neutrino emissivity is found to be substantially larger than predicted in the nonrelativistic approach whetherδmesons appear in an neutron star or not.In our results,δmesons not only change the baryons properties,but also result in more rapid cooling rate of neutron stars by hyperon direct Urca processes.