Phương trình trạng thái của vật chất bên trong sao neutron là gì?
Lõi sao neutron nén vật chất tới vài lần mật độ hạt nhân — chế độ không phòng thí nghiệm nào đạt được. Phương trình trạng thái quyết định khối lượng tối đa, bán kính, độ biến dạng thủy triều và việc lõi có chứa hyperon, vật chất quark hay pha mới không.
Vì sao khó
QCD ở mật độ cao, nhiệt độ thấp bất khả giải về mặt số học (bài toán dấu). Phép đo khối lượng–bán kính có sai số nhiều km, và các họ EOS khác nhau có thể bắt chước nhau trong bất kỳ đại lượng quan sát đơn lẻ nào.
Bằng chứng hiện tại
Các pulsar hai khối lượng Mặt Trời đặt sàn cứng cho khối lượng tối đa; mô hình hóa xung X của NICER cho R ≈ 12–13 km với PSR J0030+0451 và J0740+6620; tín hiệu thủy triều của GW170817 loại EOS quá cứng. Kết quả là dải EOS khả dĩ đã thu hẹp nhưng vẫn rộng ~10 km.
Hướng tiếp cận khả dĩ
Đo bán kính chính xác hơn bằng NICER/STROBE-X, tham số thủy triều sóng hấp dẫn từ các sự kiện hợp nhất tương lai (và ringdown hậu hợp nhất), dữ liệu va chạm ion nặng neo với ràng buộc đa sứ giả, và tiến bộ trong lattice QCD cùng lý thuyết trường hiệu dụng chiral.
Chủ đề liên quan
Nguồn
- Neutron Stars — NASA Science
- Neutron Stars — NASA Science updates — NASA Science
- Gravitational-Wave Science — LIGO Scientific Collaboration
- Pulsars — NASA Science