这篇文章主要讲了什么内容?这篇文章探讨了在修改的f(T)引力框架下,引力退耦如何影响由暗物质构成的致密星体的性质。研究构建了一个非各向同性模型,并使用了完整的几何变形方法来求解修正的场方程。文章详细分析了系统的物理行为,包括能量密度、径向和横向压力、各向异性以及声速条件等,并考察了中心密度变化对天体质量分布的影响。研究发现,随着特定参数Φ的增加,天体的半径和致密度等可观测参数会发生显著变化,且在f(T)引力中,双星脉冲星在给定亚极限质量下可能具有更大的半径,这表明了挠率(torsion)诱导的效应会改变传统的质量-半径关系。
引力退耦下暗物质对恒星内部的影响:f(T)引力中的致密天体研究
《Chinese Journal of Physics》:Effects of dark matter on stellar interiors through gravitational decoupling
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本文探讨了在修正的f(T)引力理论框架下,如何通过引力退耦(Gravitational Decoupling, GD)技术研究包含暗物质(Dark Matter, DM)的致密星(如中子星NS、夸克星QS)内部结构。文章构建了非各向同性模型,并详细分析了挠率(torsion)和参数Φ对星体能量密度、压强、各向异性及质量-半径(M-R)关系的显著影响,为理解极端天体物理环境下的物质状态提供了新视角。
研究亮点
Research Highlights
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通过引力退耦(Gravitational Decoupling, GD)技术,在f(T)引力理论中研究了由暗物质构成的致密星。
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构建了一个包含Einasto暗物质尖峰的非各向同性模型。
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在复杂度因子为零的假设下,求解了修正的场方程。
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系统地研究了暗物质引起的挠率(torsion)对物质成分、各向异性及声速条件的物理影响。
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探讨了中心密度变化如何影响致密天体的质量分布曲线。
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研究发现,随着参数Φ增加,天体的半径和致密度等可观测参数会发生显著变化。
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在f(T)引力中,当存在挠率诱导效应时,双星脉冲星在给定亚极限质量下可能展现出更大的半径,从而改变了传统的质量-半径(M-R)关系。
引言
Introduction
一类被称为“致密星”(Compact Stars, CS)的天体物理实体,拥有极其致密的核心,其中包括中子星(Neutron Stars, NS)、夸克星(Quark Stars, QS)和白矮星(White Dwarfs, WD)。理论学家们已经在多种不同的引力框架下进行了研究,试图对这些致密天体进行全面描述。然而,迄今为止,所有这些致密天体对研究人员来说仍然充满神秘。为了确定这些天体的物质组成,科学家们已经采用了许多...
内部时空解与修正的f(T)场方程
Interior space-time solution and modified f(T)field equations
本节将介绍f(T)引力的一般描述和场方程(Field Equations, FEs)的推导。这一理论对分析宇宙暴胀和晚期加速膨胀具有重要意义。f(T)理论的作用量积分可以修改为:
eiαSα????TfTT+4f(T)ei?+ef(T)??(eeiαSα??)+eiρT?ραSα??fT=2κ2ei?(T~??),
其中 fTT≡?T2?2f且 fT≡?T?f。此处的能量-动量张量(Energy-Momentum Tensor, EMT T~??)由代表普通物质场的 T??(m)和 Θ??组成(可能代表暗物质贡献或其他源项)。
非各向同性恒星结构的约束条件
Constraints for non-isotropic stellar configuration
我们现在考虑Vlasenko-Pronin(VP)时空,它提供了最著名的理想流体解。VP时空是广义相对论(General Relativity, GR)以及其它替代引力理论中建模超致密恒星内部结构的重要理想解。它提供了一个各向同性流体背景度规,该度规经常被扩展以包含带电类似物,这些类似物表现出更大的致密星最大质量和半径。此外,该时空有助于...
致密恒星模型的图形化研究
Graphical investigation of dense stellar model
本节详细分析了构成该模型的主要参数的理论和物理属性。在f(T)引力的背景下,图1和图2描绘了引力的挠率(torsional)效应以及参数Φ如何影响整个框架,展示了度规势、物质密度、径向压强和横向压强的变化。从图中可以推断出,总的能量密度 ρ(tot)、径向压强 pr(tot)和横向压强 pt(tot)都是正值且有限。
暗物质含量对质量-半径关系的影响
Impact of DM content on mass-radius relation
引力波事件GW190814的次生成分,质量在2.50-2.67倍太阳质量(M⊙)之间,位于一个质量间隙区域,这表明其性质可能与质量较小的黑洞或质量较大的中子星有关。
图11描绘了质量-半径(M-R)曲线如何随暗物质轮廓的特征密度 ρ0和解耦参数Φ的变化而变化。研究这些参数如何影响满足特定条件的质量分布曲线的计算将非常有趣。
结论
Conclusion
在本研究中,我们使用引力退耦(Gravitational Decoupling, GD)技术,在f(T)引力框架下研究了致密星的形成。通过假设复杂度因子为零,为球对称系统构建场方程(FEs)并确定了形变函数。我们的分析表明,与广义相对论(GR)相比,在f(T)引力中引入挠率(torsion)显著改变了恒星的属性。
我们采用具有广泛几何修改的引力退耦(GD)技术来研究非各向同性的...