低质量中子星性质的研究
发布时间：2020-10-21 09:17
核物质的物态方程影响着中子星的结构和性质,而低质量中子星的中心密度不超过饱和核密度,因此内壳层的物态方程对其结构和稳定性起着重要的作用。本文工作重点是利用四组有代表性的内壳层核物质物态方程对低质量中子星的性质进行理论研究。把这四组物态方程与另外的外壳层和液核两部分的物态方程进行组合,利用静态球对称理想流体静力学平衡方程--TOV方程,计算从白矮星到中子星最大质量这一致密星的M-R关系。结果表明,中心密度和半径存在着一个禁带范围,即是:中心密度范围在1012kg/m3-1017kg/m3或者半径在400km-2000km时不存在稳定的致密星。同时也可以知道,稳定存在的中子星接近质量下限时,星体的半径远大于常规的中子星,在其中心存在一个十分致密的核。这个致密核占了 95%的星体质量,半径大小大概是13km,密度大于中子滴出密度(4.3×1014kkg/m3),这个性质与常规的中子星和白矮星十分不同。此外,还计算了接近质量下限的中子星开普勒周期、转动惯量和表面引力红移这三个特征参量,知道了这三个量随中心密度的变化关系,为以后观测低质量中子星提供了参考依据。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P145.6
【部分图文】：
围的大气组成成分。除此之外，还要考虑不同模型下星际物质吸收。由于ｑＬＭＸＢｓ的温??度相对来说较低，它们主要发射较软的Ｘ射线，使得星际介质穿过时会影响中子星发射??的光谱。不同模型的星际吸收会产生不同的半径预测结果和不确定度，如图１－２所示［２８］。??就目前情况而言，在球状星团中的ｑＬＭＸＢｓ测量中子星的半径是最佳的选择，虽然它的??大气层物质组成依然不了解，但是能通过测量Ｘ射线通量知道它们与地球的距离。天体??物理学家现在正致力于研究估测半径存在的系统误差界限，在观测和建模方面也争取有??进一步的突破。??近年来人们通过热核Ｘ射线爆中的光球层半径扩张爆发（ＰＲＥ爆）产生的光谱和通??量来测量中子星的质量和半径，引起大量的关注。目前关于Ｘ射线爆的最新研宄主要从??Ｘ射线计时探测器（ＲＸＴＥ）中获取资料，一般典型的爆炸会持续几秒，燃烧氦提供能??量为了利用热核Ｘ射线爆的观测性质来估测中子星的质量和半径，Ｄａｍｅｎ和??Ｆｕｊｉｍｏｔｃ＾３１，３２＾人完善了一种?Ｘ?射线通量色温法（ｔｈｅ?Ｘ－ｒａｙ?ｆｌｕｘ－ｃｏｌｏｒ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??ｍｅｔｈｏｄ）
到中子滴出密度（Ｘ＾ｐＺｌＳｘｌＣＴｋｇ／ｍ３）；?（２）内壳层，密度范围是中子滴出密度到核－??壳转换密度（约等于０．５倍的核饱和密度ｐｓ，?Ａ＝２．７ｘｌ０１７ｋｇ／ｍ３）；?（３）液核，密度大于??核壳转换密度，基本结构如图２－１所示。中子星这种结构与原子核的形状非常相似，朗??道曾经也把它称之为巨大的原子核，但是又与原子核有着本质的区别［６］。原子核是靠核??子间的强相互作用结合在一起，而中子星靠的是中子简并气与引力抗衡形成十分致密的??结构。通过理论研究和分析，中子星表面存在着一层薄薄的大气层。Ｗｙｎｎ?Ｈｏ和Ｃｒａｉｇ??Ｈｅｉｎｋｅ通过分析钱德拉观测卫星关于“仙后座Ａ”超新星残迹中心的致密Ｘ－射线源的??观测数据，拟合“仙后座Ａ”中子星的光谱与预测出的碳大气层的光谱，得出该星的表??面存在着低磁场的氦气大气层［５１］。??１２??
，在图２－２中的较高密部分是四种物态中最硬的，但是在密度??％／ｍ３－８ｘｌ〇１４％／ｗ３和１０ｌｆｃ％／ｍ３－１０１７妞／ｍ３是最软的。在接下来物态方程软硬问题，除非特别说明，都是指内壳层物质所对应的密３－１０１７Ａ：ｇ／；？３。而进行物态方程软硬的比较也只是在本文中介绍到程间进行。图２－３介绍的是本文工作中液核部分的物态方程，同时壳层的物态方程。由图可以看出，四组外壳层物态方程是相似的，ＯＳ相对来说偏软。那为了让工作更有说服力，与最新的物态方程部分的最新“软”和“硬”的物态方程（图中表示为‘ｓｏｆｔ’?ＥＯＳ，‘ｓｔｉＢＢＰ和ＢＰＳ连接［７７］。图中表明，在密度大于３ｐ。时，这个“软”物ＰＥＯＳ硬。??■?Ｉ?１１１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１１１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１１１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１１１?Ｉ??
【参考文献】
本文编号：2849932
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P145.6
【部分图文】：
围的大气组成成分。除此之外，还要考虑不同模型下星际物质吸收。由于ｑＬＭＸＢｓ的温??度相对来说较低，它们主要发射较软的Ｘ射线，使得星际介质穿过时会影响中子星发射??的光谱。不同模型的星际吸收会产生不同的半径预测结果和不确定度，如图１－２所示［２８］。??就目前情况而言，在球状星团中的ｑＬＭＸＢｓ测量中子星的半径是最佳的选择，虽然它的??大气层物质组成依然不了解，但是能通过测量Ｘ射线通量知道它们与地球的距离。天体??物理学家现在正致力于研究估测半径存在的系统误差界限，在观测和建模方面也争取有??进一步的突破。??近年来人们通过热核Ｘ射线爆中的光球层半径扩张爆发（ＰＲＥ爆）产生的光谱和通??量来测量中子星的质量和半径，引起大量的关注。目前关于Ｘ射线爆的最新研宄主要从??Ｘ射线计时探测器（ＲＸＴＥ）中获取资料，一般典型的爆炸会持续几秒，燃烧氦提供能??量为了利用热核Ｘ射线爆的观测性质来估测中子星的质量和半径，Ｄａｍｅｎ和??Ｆｕｊｉｍｏｔｃ＾３１，３２＾人完善了一种?Ｘ?射线通量色温法（ｔｈｅ?Ｘ－ｒａｙ?ｆｌｕｘ－ｃｏｌｏｒ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??ｍｅｔｈｏｄ）
到中子滴出密度（Ｘ＾ｐＺｌＳｘｌＣＴｋｇ／ｍ３）；?（２）内壳层，密度范围是中子滴出密度到核－??壳转换密度（约等于０．５倍的核饱和密度ｐｓ，?Ａ＝２．７ｘｌ０１７ｋｇ／ｍ３）；?（３）液核，密度大于??核壳转换密度，基本结构如图２－１所示。中子星这种结构与原子核的形状非常相似，朗??道曾经也把它称之为巨大的原子核，但是又与原子核有着本质的区别［６］。原子核是靠核??子间的强相互作用结合在一起，而中子星靠的是中子简并气与引力抗衡形成十分致密的??结构。通过理论研究和分析，中子星表面存在着一层薄薄的大气层。Ｗｙｎｎ?Ｈｏ和Ｃｒａｉｇ??Ｈｅｉｎｋｅ通过分析钱德拉观测卫星关于“仙后座Ａ”超新星残迹中心的致密Ｘ－射线源的??观测数据，拟合“仙后座Ａ”中子星的光谱与预测出的碳大气层的光谱，得出该星的表??面存在着低磁场的氦气大气层［５１］。??１２??
，在图２－２中的较高密部分是四种物态中最硬的，但是在密度??％／ｍ３－８ｘｌ〇１４％／ｗ３和１０ｌｆｃ％／ｍ３－１０１７妞／ｍ３是最软的。在接下来物态方程软硬问题，除非特别说明，都是指内壳层物质所对应的密３－１０１７Ａ：ｇ／；？３。而进行物态方程软硬的比较也只是在本文中介绍到程间进行。图２－３介绍的是本文工作中液核部分的物态方程，同时壳层的物态方程。由图可以看出，四组外壳层物态方程是相似的，ＯＳ相对来说偏软。那为了让工作更有说服力，与最新的物态方程部分的最新“软”和“硬”的物态方程（图中表示为‘ｓｏｆｔ’?ＥＯＳ，‘ｓｔｉＢＢＰ和ＢＰＳ连接［７７］。图中表明，在密度大于３ｐ。时，这个“软”物ＰＥＯＳ硬。??■?Ｉ?１１１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１１１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１１１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１１１?Ｉ??
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 文德华;陈伟;;Properties of hyperon stars rotating at Keplerian frequency[J];Chinese Physics B;2011年02期
本文编号：2849932
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