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Unraveling Exotic High-Density Matter from Neutron-Star Luminosity

从中子星光度中解开奇异的高密度物质

基本信息

批准号：
22KJ3227
负责人：
土肥明
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research (2023)Hiroshima University (2022)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3227/
关键词：
中性子星の冷却ニュートリノエキゾチック X線バーストハドロン

项目摘要

超新星爆発によって誕生した中性子星は、νの散逸により冷えていくが、その冷え方は中性子星の内部構造と関係するため、高密度物質の情報を引き出すことが可能である。本研究課題では、このことに付随した以下の２つの研究を行った。１：ハドロン物質の有限温度状態方程式にπ中間子凝縮の影響を取り入れて中性子星の構造や冷却曲線を計算した。その結果、π中間子凝縮によって急激な冷却を発生させることができるため、強い中性子超流動効果の仮定のもとで低温中性子星の観測を再現可能であることがわかった。また、対称エネルギーが小さい場合には、核密度を大きく超える高密度領域で状態方程式の軟化の影響を受けにくいため、π中間子凝縮を入れても最大質量があまり下がらないこともわかった。従って、対称エネルギーが小さい状態方程式では、π中間子凝縮によって低温の観測と重い中性子星の観測を同時に再現できる可能性があることを主張した。２：低質量X線連星系内の急激な増光現象X線バースト観測から中性子星の内部情報を引き出せるか調べた。特に、急激なν冷却過程が及ぼす光度曲線の変化について調べた。結果として、急激なν冷却が発生すると、再帰時間やピーク光度が最大20%程度ほど大きくなることを示した。また、規則的なX線バースト天体GS 1826-24の光度曲線との比較により、不定性の大きい降着率の観測精度が今後向上すれば、それらの違いを区別できることもわかった。また、非常に長いX線バースト（スーパーバースト）の場合には、急激なν冷却過程の発生の有無を再帰時間の観測から特定できることもわかった。

Supernova explosion, birth, dispersion, internal structure, relationship, information of high density matter, etc. The research topic of this paper is to study the following two aspects. 1. The finite temperature equation of state for a neutral substance includes the effect of π-intermediate condensation on the structure and cooling curve of the neutral particle. As a result, π neutron condensation occurs rapidly, and the strong neutron superfluidity results in a stable state. In small cases, the density of the nucleus is high, and in high density the equation of state is softened. The equation of state of the neutral particle is condensed in the low temperature and the neutral particle is detected in the high temperature and the neutral particle is reproduced in the high temperature. 2: Low-quality X-rays are connected to the rapid excitation phenomenon in the galaxy. X-rays are used to detect the internal information of neutral stars. Special, rapid cooling process and the change of luminosity curve are adjusted. The results show that the rapid cooling time is up to 20%, and the brightness is up to 20%. Comparison of luminosity curves of regular X-ray objects GS 1826-24, uncertainty, large degradation rate and measurement accuracy are improved in the future. In the case of very long X-ray, the occurrence of cooling process and the detection of re-detection time are determined.