《中子星結構及其振動模式研究》是依託華南理工大學，由文德華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：中子星結構及其振動模式研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：文德華
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
理論和地面重離子碰撞實驗等支持高密度非對稱核物質具有較軟的物態方程，奇異態、介子凝聚態甚至是包含強子和解禁夸克態的混合態等物態的出現也會使物態方程軟化。在傳統理論下軟物態方程是無法支持天文觀測中發現的大質量中子星的。本項目將研究廣義相對論框架下軟物態方程對中子星觀測性質的支持；同時也期望據此來探索中子星的觀測性質對宇宙學常數項的約束。同時，大質量中子星的觀測發現、地面重離子碰撞試驗對低密度區域非對稱核物質物態的約束、對中子星熱輻射的觀測等一系列與中子星有關的新發現和理論認識新進展掀開了新一輪關於中子星振動模式，特別是關於r-mode研究的熱潮。結合最新的觀測發現，同時也為了更深入、更完整地認識中子星各種振動模式，在本項目中我們將採用受地面最新重離子碰撞試驗約束的物態方程來研究不同振動模式的穩定性、引力輻射、對中子星演化的影響等。
結題摘要
（1）隨著2010年和2013兩顆大質量中子星（PSR J1614-2230與PSR J0348+0432）的觀測發現，探索支持大質量緻密天體的物理機制便成為天體物理的一個研究熱點。而另一方面，理論和地面重離子碰撞實驗等支持高密度非對稱核物質具有較軟的物態方程，奇異態、介子凝聚態甚至是包含強子和解禁夸克態的混合態等物態的出現也會使物態方程軟化。而在經典引力理論框架下軟物態方程是無法支持大質量中子星的。因此，新的觀測發現導致了地面實驗支持下的核物質物態的理論與天文觀測不自洽的矛盾。與此同時，另一緻密天體——白矮星也觀測發現了可能出現超過錢德拉塞卡質量極限的大質量情形（超過2倍太陽質量）。在這些大質量緻密天體中可能蘊含著共同的物理機制來支持其大質量的存在。本項目研究發現以下兩種物理機制可以同時支持大質量的中子星和白矮星：(a)基於廣義相對論的新引力理論(EIBI)；(b)帶有一定量的淨電荷。（2）重離子碰撞實驗提供了研究高密度核物質物態方程的有效途徑，其中對稱能是決定高密度核物質物態方程的關鍵參數。 我們通過BUU輸運模型模擬重離子碰撞實驗研究了對稱能的高密行為。發現正負pion介子之比在1.25倍飽和核密度附近敏感，而中子質子比在1.5倍飽和核密度附近敏感。（3）引力波的觀測發現也激起了引力輻射理論研究的熱潮。中子星振動模式能提供可觀測的連續輻射引力波源，近年受到了特別的關注，LIGO也進行了試探性觀測。我們分別研究了對稱能斜率對中子星f-mode的影響；非牛頓引力與對稱能斜率對w-mode的影響；以及非牛頓引力對r-mode不穩定視窗的影響。研究發現對稱能將對振動的引力輻射頻率和振動衰減產生十分顯著的影響；給出了w-mode、f-mode新的物態方程不依賴關係（普適性）。
