[論文レビュー] Strange Quark Star Model with Quadratic Equation of State

Manuel Malaver|arXiv (Cornell University)|Jul 3, 2014

Pulsars and Gravitational Waves Research参考文献 23被引用数 29

ひとこと要約

本稿では、FerozeとSiddiqui（2011）の結果に基づく二次方程式の状態方程式を用いて、相対論的状態の奇妙クォーク星のモデルを提案する。重力ポテンシャル Z(x) を指定することでアインシュタイン＝マクスウェル方程式を解き、エネルギー密度、半径方向圧力、非対称性、質量関数について初等関数を用いた正確な式を得た。n=2 の場合、ThirukkaneshとRagel（2012）のモデルと一貫性があることが示された。

ABSTRACT

In this paper, we studied the behaviour of compact relativistic objects with anisotropic matter distribution considering quadratic equation of state of Feroze and Siddiqui (2011). We specify the gravitational potential Z(x) in order to integrate the fields equations and there has been calculated the energy density, the radial pressure, the anisotropy and the mass function. The new solutions to the Einstein-Maxwell system of equations are found in term of elementary functions. For n=2, we have obtained the expressions for mass function, energy density, radius and metric functions of the model of Thirukkanesh and Ragel (2012) with polytropic equation of state.

研究の動機と目的

• 二次方程式の状態方程式を用いて、非等方的物質を有するコンパクトな相対論的星をモデル化すること。
• 非等方的圧力条件下における奇妙クォーク星の正確な解析的解の欠如に取り組むこと。
• エネルギー密度、圧力、質量関数などの主要物理的量について、閉形式の式を得ること。
• n=2 の場合に、ThirukkaneshとRagel（2012）の既知の結果を再現することで、モデルの妥当性を検証すること。
• 二次方程式の状態方程式が星の構造および安定性に与える影響を調査すること。

提案手法

• アインシュタイン＝マクスウェル場方程式の積分を簡略化するために、特定の重力ポテンシャル Z(x) を仮定する。
• FerozeとSiddiqui（2011）の二次方程式の状態方程式を用い、非等方的クォーク物質における圧力-密度関係を記述する。
• 球対称性および非等方的応力成分を仮定したもとで、場の方程式を解く。
• 計量ポテンシャルから代数的にエネルギー密度、半径方向圧力、接線方向圧力、非対称性を導出する。
• 質量関数は、計量関数を含む標準的一般相対論的式を用いて計算する。
• n=2 の場合、本モデルはThirukkaneshとRagel（2012）の解を再現し、既存の多項的モデルと一貫性があることを確認した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 二次方程式の状態方程式は、非等方的圧力下での奇妙クォーク星の構造にどのように影響を与えるか？
• RQ2 二次方程式の状態方程式を用いて、非等方的物質を有するアインシュタイン＝マクスウェル系に正確な解析的解を得られるか？
• RQ3 選択された重力ポテンシャル Z(x) が、得られるエネルギー密度および圧力プロファイルに与える物理的意味は何か？
• RQ4 特定のパrameter値に対して、既知の解（例：ThirukkaneshとRagel（2012））が再現可能か？
• RQ5 質量関数、半径、計量成分について、初等関数を用いた結果の式は何か？

主な発見

• エネルギー密度、半径方向圧力、非対称性、質量関数について、初等関数を用いた正確な解析的解が得られた。
• n=2 の場合、導出された質量関数および計量成分は、多項的状態方程式を用いたThirukkaneshとRagel（2012）のモデルと一致した。
• 場の方程式の積分を可能にするために、重力ポテンシャル Z(x) が明示的に定義された。
• エネルギー密度および半径方向圧力は、選択されたポテンシャルおよび状態方程式を通じて、半径座標の関数として表現された。
• 非対称性パラメータは導出され、非ゼロであることが示され、星の内部に非等方的応力が存在することが確認された。
• 仮定された条件下で、アインシュタイン＝マクスウェル系は満たされ、奇妙クォーク星の整合的な相対論的モデルが提供された。