f(Q)引力中的致密星研究

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本文研究了f(Q)引力下的致密星的质量-半径关系,其中Q是非度量标量,所研究的致密星包括中子星和夸克星,本文选取具体的f(Q)模型为f(Q)=Q+αQ2,选取SLy,BSk19,AP4和GM1nph物态方程用于研究中子星的性质,以及MIT袋模型物态方程用于研究夸克星的性质。利用数值计算方法,本文研究发现,当模型参数α为正时,f(Q)引力会施加更强的引力作用,导致同样的中子气体简并压只能支持更少的物质。因此,在这种情况下,星体的质量会变小,且都小于广义相对论下预测的星体质量。而当模型参数α为负时,f(Q)引力会为星体提供额外的支持,使其能够获得更大的质量。这意味着,在f(Q)引力中,星体可以满足一些超出广义相对论预测范围的观测结果。此外,本文还结合引力波事件GW170817和GW190814 以及大质量脉冲星 PSRJ0030+0451,PSRJ0740+6620,PSRJ2215+5135的观测数据对f(Q)引力的模型参数α做出了限制。研究发现,如果将引力波事件GW190814中的大质量天体视为质量为2.59±0.08M⊙的中子星,则f(Q)引力模型想要解释这些观测数据,以rg=GM⊙/c2(?)1.48 × 105 cm为单位,其模型参数α需要满足以下约束条件:对于SLy物态方程,模型参数α≤-1.1rg2;对于BSk19物态方程,模型参数α≤-1.695rg2;对于AP4物态方程,模型参数α≤-1.779rg2;而对于GM1nph物态方程,则没有任何模型参数α能满足约束条件。另一方面,如果我们认为引力波事件GW190814中的参与星体并非中子星而排除此数据,则约束条件有所放宽:对于SLy物态方程,模型参数α≤-0.14rg2;对于BSk19物态方程,模型参数α≤-0.591rg2;对于AP4物态方程,模型参数α≤0.097rg2;对于GM1nph物态方程,模型参数α≤-1.408rg2。
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