奇异物质与暗能量作用的sine-Gordon孤子星模型

研究了具有奇异物质和暗能量作用的sine-Gordon孤子星模型,根据场方程计算了物态方程的解和星体质量,发现物质密度和压强与孤子态和星体质量有关.另外,还对星体平衡和暗能量的稳定性质进行了分析和讨论,结果表明孤子星内部以奇异物质与暗能量的混合态形式存在. 关键词： 奇异物质 暗能量 sine-Gordon孤子星     

奇异星的冷却

从奇异夸克物质的热力学巨势出发计算了奇异星的组份，得到电子丰度随强相互作用耦合常数或奇异物质的密度增大而减小．利用弱电统一理论，推导了奇异物质的中微子能量损失率。通过研究有薄壳的均匀奇异星和中子垦的冷却过程，得到年轻奇异星的表面温度比同年代的中子星的表面温度低得多，这可以作为区别奇异星与中子星的观测途径。 关键词：     

模型参数对奇异星性质的影响

用有效质量口袋模型描述奇异夸克物质,研究了耦合常数和口袋常数的选取对奇异夸克物质的状态方程及奇异星性质的影响.结果表明,随着耦合常数和口袋常数的增大,奇异夸克物质的状态方程变软,相应的奇异星的引力质量和对应的半径均变小.当耦合常数从0.5增大到2.0时,奇异星的质量从1.43M_⊙(M_⊙=1.99×10³⁰ kg)减小到1.25M_⊙,相应的半径由8.3 km减小到7.7 km;当口袋常数B^1/4由160 MeV增大到175 MeV时,奇异星的质量和半径分别由1.47M_⊙和8.6 km减小到1.22M_⊙和7.4 km.这说明奇异夸克物质及奇异星的性质明显依赖于模型参数的取值. 关键词： 模型参数 奇异星 状态方程 质量-半径关系     

密度依赖口袋常数下奇异物质的热力学自洽处理及其对混合星性质的影响

在MTT口袋模型的基础上采用密度依赖口袋常数,给出了奇异夸克物质的热力学关系,并用于描述奇异夸克物质及混合星内的夸克相,研究了奇异星、混合星的性质.结果表明,密度依赖口袋常数下,奇异夸克物质的压强公式中有一个附加项,而能量密度中则没有,从而保证了系统的热力学自洽性.在新的热力学关系下,奇异夸克物质的状态方程变软,相应的奇异星的引力质量和对应的半径均变小;混合星的状态方程也变软,其质量变小,而对应的半径也变小.说明经热力学自洽处理后该模型对中子星的状态方程及相应的质量-半径关系等都有显著的影响.     

含物质纯重力场部分贡献的静态和稳态重力场研究

给出了包含重力场贡献在内具有宇宙因子项最普遍形式的重力场方程为Rμν-gμνR/2+λgμν=8πG(T(Ⅰ)μν+T(Ⅱ)μν)/c4，这里λ为Einstein宇宙常数，Ｔ（Ⅰ）μν，Ｔ（Ⅱ）μν分别代表物质纯物质部分和纯重力场部分的能量-动量张量.物质纯重力场部分的能量-动量张量表述为T(Ⅱ)μν=(DμρＤρν-gμνＤαβＤαβ/4)/4πG，式中Dμν的定义为Ｄμν＝ωμ／xν-ων／xμ，ωμ≡-c2gμ0/g00.并用重力场贡献在内最普遍形式的重力场方程分别研究了几个大家所熟悉的静态和稳态重力场，像带有Einstein宇宙因子λ项球对称纯物质球外部静态度规、静态荷电球外部度规、匀速转动星体外部度规及理想纯物质星体内部静态平衡等,并进行了讨论. 关键词： 能量动量张量 重力场方程 静态重力场 稳态重力场     

色味锁夸克物质与夸克星

讨论了零温、强磁场下基于准粒子模型的奇异夸克物质、色味锁夸克物质的热力学性质.结果表明色味锁夸克物质比奇异夸克物质更稳定,压强会随着色味锁态能隙常数的增大而增加.并且发现强磁场下磁星的最大质量会随着色味锁夸克物质的能隙常数的增加而增加,磁星的潮汐形变率会随着能隙常数的增加而增加,磁星最大质量的中心密度会随着能隙常数的增加而降低.结果还说明考虑色味锁态得到的磁星质量半径关系可以满足最近实验观测PSR J0740+6620, PSR J0030+0451,和HESS J1731-347所给出的质量半径约束.     

奇异星物理的新进展

奇异夸克物质被推测比核物质更稳定,奇异星可能存在。人们关于奇异星的研究已越来越深入。本文较详细地评述奇异星物理的研究进展,并特别强调奇异星和中子星的区别。     

有限温度奇异夸克物质

本文简要介绍了近年来有限温度下奇异夸克物质的研究,包括早期宇宙中大块奇异夸克物质的研究;基于ＭＩＴ袋模型的ｓｔｒａｎｇｅｌｅｔ研究,以及运用质量密度相关模型对奇异夸克物质的研究,最后简略评述了关于奇异夸克物质性质的近期研究进展     

有限温度奇异夸克物质

本文简要介绍了近年来有限温度下奇异夸克物质的研究,包括早期宇宙中大块奇异夸克物质的研究;基于ＭＩＴ袋模型的ｓｔｒａｎｇｅｌｅｔ研究,以及运用质量密度相关模型对奇异夸克物质的研究,最后简略评述了关于奇异夸克物质性质的近期研究进展     

利用含δ介子的相对论平均场理论研究中子星潮汐形变性质

开展中子星宏观性质的研究,对于揭示中子星内部组成和结构具有重要意义.本文基于相对论平均场理论模型,研究了δ介子对传统中子星和超子星物态方程、最大质量、勒夫数和潮汐形变能力的影响.结果表明,对于中小质量传统中子星(或超子星), δ介子使其潮汐形变能力变强;随着传统中子星(或超子星)质量的增加, δ介子对其潮汐形变能力影响逐渐减弱;尤其对于大质量超子星,含有δ介子的超子星潮汐形变能力相比不含δ介子的超子星变弱.此外,在相同质量下超子的存在会降低星体的潮汐形变能力,在本文所选的参数下,含有δ介子的星体中,仅同时含L,Σ和Ξ超子的超子星潮汐形变能力能同时满足GW170817和GW190814天文观测约束.随着与中子星相关的引力波数据逐渐增加,将为人们判断超子星内超子种类提供一个可能的途径.     

利用非对称核物质状态方程对中子星的质量和半径的研究

在温度、密度及同位旋相关的核物质状态方程的基础上,通过求解Tol-man-Oppenheimer?Volkoff方程得到了中子星的质量与中心密度的关系,发现随着中心密度的变化,中子星存在一个最大质量.同时计算结果表明,中子星的最大质量与核物质状态方程的不可压缩系数、有效质量及对称能强度系数等密切相关.对中子星半径的研究表明,较硬的核物质状态方程给出的中子星半径较大,而且较大的对称能强度系数和较大的核子有效质量也会给出较大的中子星半径.     

包含暗物质的强子夸克混合星

研究了含有暗物质的夸克核心混合星的观测属性。用相对论平均场理论和有效质量口袋模型分别描述夸克核心的混合星物质内强子相和夸克相,用Gibbs相平衡条件描述强子-夸克混合相,研究了由于包含强、弱相互作用的费米子暗物质对混合星质量、半径、引力红移、自转频率和转动惯量等整体观测属性的影响。结果表明,在强、弱相互作用下,暗物质粒子质量大于等于0.5 GeV时暗物质会使混合星的状态方程比无暗物质时有一定软化,相应的混合星最大质量减少。当调节暗物质粒子质量研究表明,随着暗物质粒子质量的增大,夸克核心的混合星物质的状态方程变软,混合星的质量、半径变小,并且引力红移、自转频率和转动惯量等整体观测属性也明显依赖于暗物质粒子的质量。当暗物质粒子质量0.1 GeV时,包含强、弱作用暗物质的混合星质量达到2.0 M_⊙和2.8 M_⊙（其中M_⊙为太阳质量）,说明大质量脉冲星PSR J1859-0131和J1931-01可能是包含小质量暗粒子暗物质的强子夸克的混合星。整体观测属性的计算结果均在中子星的天文观察数据范围内,也说明强子夸克的混合星内可能包含暗物质。The observational properties of quark core hybrid star contain dark matter are studied. The influences of containing of strongly or weakly interacting dark matter to global observational features of hybrid stars, mass, radius, gravitational red-shift, rotational period and moment of inertia are studied by using relativistic mean field theory to describe hadron phase, effective mass bag model to quark phase, and Gibbs phase equilibrium conditions to hadron-quark mixed phase respectively. Our results indicate that, both in the strong and weak interacting case, the equation of state for hybrid star matter contain dark matter become softer than that of without dark matter while the mass of dark matter particles larger than 0.5 GeV, which leads to the decrease of the mass and corresponding radius of hybrid star. With the increase of the dark matter particle mass, the equation of state for hybrid star matter become softer, this cause the decrease of the mass and radius of hybrid star obviously. The gravitational red-shift and the rotational period, obviously increase of the moment of inertia of the hybrid stars are influenced by the dark matter particle mass. When the dark matter particle mass is equal to 0.1 GeV, the masses of the star with strong and weak interacting dark matter reach to 2.0 M_⊙ and 2.8 M_⊙(M_⊙ is the solar mass), this result indicates that the giant mass PSR, J1859-0131 and J1931-01, can be a hadron-quark hybrid star and containing dark matter with small dark particle mass. The computational results of all above global observational features of hybrid stars are in the range of astronomical observation data, these also indicate that hybrid star with quark core may contains dark matter.     

Lowest Order Constrained Variational Calculation of Structure Properties of Protoneutron Star

We calculate the structure properties of protoneutron star such as equation of state, maximum mass, radius and temperature profile using the lowest order constrained variational method. We show that the mass and radius of protoneutron star decrease by decreasing both entropy and temperature. For the protoneutron star, it is shown that the temperature is nearly constant in the core and drops rapidly near the crust.     

Effects of Density-Dependent Bag Constant and Strange Star Rotation

With the emphasis on the effects of the density-dependent bag constant and the rotation of strange star the limiting mass of strange star is calculated. The obtained results show that the limiting mass and the corresponding radius of strange star increase as the rotation frequency increases, and tend to be lowered when the density-dependent bag constant is considered.     

相对论平均场研究超子星

随着引力波探测以及对中子星质量与半径的高精度测量,中子星作为超新星爆发的剩余产物正吸引着相关领域的高度关注。在中子星的内核部分,诸如超子之类的奇异自由度有可能会出现从而形成超子星。本工作在相对论平均场模型框架下研究由核子与轻子构成的中子星以及包含超子的超子星。采用目前常用的非线性相对论平均场以及密度依赖的相对论平均场参数研究了超子对超子星质量、半径、潮汐形变等性质的影响。最后讨论了介子与超子的耦合常数对超子星性质的影响,发现当矢量介子与超子耦合系数较强时,利用现有的相对论平均场模型参数可以获得大质量的超子星。     

Pesponse of the Neutron Star Properties to the Equation of State at Low Density

Using the RMF theory to describe the neutron liquid region in the neutron star and the Fermi gas model or FMT, BPS,and BBP model to describe the crust of the neutron star (referred as Fermi gas+RMF and RMF* respectively),the properties of the neutron star are calculated and compared with those from the RMF theory. Although the EOS at low density has negligible influence on the maximum mass of the neutron star, and its corresponding central density, energy density, and pressure, it changes the mass-radius relationship of neutron stars considerably. The differences of the neutron star radius corresponding to maximum mass between the RMF theory and RMF* calculations are 0.23-0.33 km.     

小型化宽谱段星敏感器光学系统设计

星敏感器是航天飞行器实现姿态自主导航的关键测量设备,传统星敏感器由于体积与质量较大,难以满足微纳卫星的应用需求,光学系统是星敏感器小型化的核心及瓶颈技术.分析了实现全天恒星识别的星敏感器光学系统参数需求,完成一种基于全球面透镜的微小型宽谱段透射式光学系统设计,实现了光学系统焦距40 mm,视场角26.4°,相对孔径F/...     

Equation of State for Neutralino Star as a Form of Cold Dark Matter

In order to study the structure of neutralino star and dark galaxy, we consider dynamical interactions due to boson-exchange in the neutralino matter. Taking into account interactions of neutralinos with bosons, we derive the equation of state （EOS） of neutralino stars in terms of the relativistic mean-field approach. Then we apply the resulting EOS to investigate properties of the neutralino star such as its density profile and mass limit. For example, if the neutralino mass is around 1 TeV, the Oppenheimer mass limit of the neutralino star is obtained as 6.06 ×10^-7 M⊙, and the corresponding radius is about 7.8 mm. Actually, due to an increasing annihilation rate as indicated by our calculation, this dense state can never be realized in practice. Our results also show that the low-density neutralino star may be a possible aggregation of the cold dark matter.