Influence of dark matter on the structure of strange quark stars in one-fluid model

被引：0

作者：

Sedaghat, J. ^{[1
]}

Bordbar, G. H. ^{[1
]}

Haghighat, M. ^{[1
]}

Zebarjad, S. M. ^{[1
]}

机构：

[1] Shiraz Univ, Phys Dept & Biruni Observ, Shiraz 71454, Iran

来源：

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C | 2025年 / 85卷 / 03期

基金：

美国国家科学基金会;

关键词：

NEUTRON-STAR; MASS; COALESCENCE; FIELD;

D O I：

10.1140/epjc/s10052-025-14023-1

中图分类号：

O412 [相对论、场论]; O572.2 [粒子物理学];

学科分类号：

摘要：

This work studies the influence of scalar dark matter on the structural properties of strange quark stars (SQS) within a one-fluid framework, considering Yukawa interactions between dark matter and quark matter. Contributions from perturbative QCD, Yukawa interaction between scalar dark matter and quarks, and Bose-Einstein condensation of dark matter are included in the model. We first determine the allowable range of Yukawa interaction coupling by imposing the stability condition for strange quark matter (SQM). Using this range, we derive the equation of state (EOS) for different fractions of dark matter within the total pressure of SQS. These fractions are constrained by the tidal deformability limit from GW170817. The presence of dark matter alters the EOS, leading to changes in the mass-radius relationship, tidal deformability, and stability of SQS. We demonstrate that increasing the mass of dark matter softens the EOS, whereas higher fractions of dark matter lead to stiffer EOSs. We queryThe ORCID ID not provided for author(s) (J. Sedaghat, M. Haghighat, S. Zebarjad).also explore the reasons behind this behavior. Our EOSs not only describe massive objects, such as PSR J0952-0607 and PSR J2215+5135, but also satisfy the tidal deformability constraint from GW170817. These results reveal that incorporating dark matter modifies the EOS, enabling the support of higher stellar masses while maintaining consistency with observational data.

引用

页数：12

共 68 条

[1] Measurement of the Soft-Drop Jet Mass in pp Collisions at √s=13 TeV with the ATLAS Detector [J].

Aaboud, M. ;

Aad, G. ;

Abbott, B. ;

Abdinov, O. ;

Abeloos, B. ;

Abidi, S. H. ;

AbouZeid, O. S. ;

Abraham, N. L. ;

Abramowicz, H. ;

Abreu, H. ;

Abreu, R. ;

Abulaiti, Y. ;

Acharya, B. S. ;

Adachi, S. ;

Adamczyk, L. ;

Adelman, J. ;

Adersberger, M. ;

Adye, T. ;

Affolder, A. A. ;

Afik, Y. ;

Agheorghiesei, C. ;

Aguilar-Saavedra, J. A. ;

Ahlen, S. P. ;

Ahmadov, F. ;

Aielli, G. ;

Akatsuka, S. ;

Akerstedt, H. ;

Akesson, T. P. A. ;

Akilli, E. ;

Akimov, A., V ;

Alberghi, G. L. ;

Albert, J. ;

Albicocco, P. ;

Alconada Verzini, M. J. ;

Alderweireldt, S. C. ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Alexa, C. ;

Alexander, G. ;

Alexopoulos, T. ;

Alhroob, M. ;

Ali, B. ;

Aliev, M. ;

Alimonti, G. ;

Alison, J. ;

Alkire, S. P. ;

Allbrooke, B. M. M. ;

Allen, B. W. ;

Allport, P. P. ;

Aloisio, A. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 121 (09)

[2] GW190425: Observation of a Compact Binary Coalescence with Total Mass ∼3.4 M⊙ [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abraham, S. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Aloy, M. A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Anand, S. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S. V. ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arene, M. ;

Arnaud, N. ;

Aronson, S. M. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aubin, F. ;

Aufmuth, P. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avendano, V. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Badaracco, F. ;

Bader, M. K. M. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2020, 892 (01)

[3] GW170814: A Three-Detector Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Coalescence [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Afrough, M. ;

Agarwal, B. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S. V. ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atallah, D. V. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 119 (14)

[4] A COSMOLOGICAL BOUND ON THE INVISIBLE AXION [J].

ABBOTT, LF ;

SIKIVIE, P .

PHYSICS LETTERS B, 1983, 120 (1-3) :133-136

[5] GW190814: Gravitational Waves from the Coalescence of a 23 Solar Mass Black Hole with a 2.6 Solar Mass Compact Object [J].

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abraham, S. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aich, A. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Akcay, S. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Anand, S. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S., V ;

Ansoldi, S. ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arne, M. ;

Arnaud, N. ;

Aronson, S. M. ;

Arun, K. G. ;

Asali, Y. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aubin, F. ;

Aufmuth, P. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avendano, V ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Badaracco, F. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2020, 896 (02)

[6] Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results [J].

Ade, P. A. R. ;

Aghanim, N. ;

Alves, M. I. R. ;

Armitage-Caplan, C., I ;

Amaud, M. ;

Ashdown, M. ;

Atrio-Barandela, F. ;

Aumont, J. ;

Ausse, H. ;

Baccigalupi, C. ;

Banday, A. J. ;

Barreiro, R. B. ;

Barrenass, R. ;

Bartelmann, M. ;

Bartlett, J. G. ;

Bartolo, N. ;

Basak, S. ;

Battaner, E. ;

Battye, R. ;

Benabed, K. ;

Benoit, A. ;

Benoit-Levy, A. ;

Bernard, J. -P. ;

Bersanelli, M. ;

Bertincourt, B. ;

Bethermin, M. ;

Bielewicz, P. ;

Bikmaev, I. ;

Blanchard, A. ;

Bobin, J. ;

Bock, J. J. ;

Boehringer, H. ;

Bonaldi, A. ;

Bonavera, L. ;

Bond, J. R. ;

Borrill, J. ;

Bouchet, F. R. ;

Boulanger, F. ;

Bourdin, H. ;

Bowyer, J. W. ;

Bridges, M. ;

Brown, M. L. ;

Bucher, M. ;

Burenin, R. ;

Burigana, C. ;

Butler, R. C. ;

Calabrese, E. ;

Cappellini, B. ;

Cardoso, J. -F. ;

Carr, R. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2014, 571

[7] Search for bosonic super-weakly interacting massive particles at COSINE-100 [J].

Adhikari, G. ;

Carlin, N. ;

Choi, J. J. ;

Choi, S. ;

Ezeribe, A. C. ;

Franca, L. E. ;

Ha, C. ;

Hahn, I. S. ;

Hollick, S. J. ;

Jeon, E. J. ;

Jo, J. H. ;

Joo, H. W. ;

Kang, W. G. ;

Kauer, M. ;

Kim, B. H. ;

Kim, H. J. ;

Kim, J. ;

Kim, K. W. ;

Kim, S. H. ;

Kim, S. K. ;

Kim, W. K. ;

Kim, Y. D. ;

Kim, Y. H. ;

Ko, Y. J. ;

Lee, D. H. ;

Lee, E. K. ;

Lee, H. ;

Lee, H. S. ;

Lee, H. Y. ;

Lee, I. S. ;

Lee, J. ;

Lee, J. Y. ;

Lee, M. H. ;

Lee, S. H. ;

Lee, S. M. ;

Lee, Y. J. ;

Leonard, D. S. ;

Luan, N. T. ;

Manzato, B. B. ;

Maruyama, R. H. ;

Neal, R. J. ;

Nikkel, J. A. ;

Olsen, S. L. ;

Park, B. J. ;

Park, H. K. ;

Park, H. S. ;

Park, K. S. ;

Park, S. D. ;

Pitta, R. L. C. ;

Prihtiadi, H. .

PHYSICAL REVIEW D, 2023, 108 (04)

[8] Cosmological Parameters from Observations of Galaxy Clusters [J].

Allen, Steven W. ;

Evrard, August E. ;

Mantz, Adam B. .

ANNUAL REVIEW OF ASTRONOMY AND ASTROPHYSICS, VOL 49, 2011, 49 :409-470

[9]

[Anonymous], 1988, Mon. Not. R. Astron. Soc, DOI DOI 10.1093/MNRAS/232.1.163

[10] Improved treatment of dark Matter capture in neutron stars III: nucleon and exotic targets (vol 2021, 056, 2021) [J].

Anzuini, Filippo ;

Bell, Nicole F. ;

Busoni, Giorgio ;

Motta, Theo F. ;

Robles, Sandra ;

Thomas, Anthony W. ;

Virgato, Michael .

JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 2024, (04)

← 1 2 3 4 5 6 7 →