Asymmetric dark stars and neutron star stability

被引:93
作者
Gresham, Moira I. [1 ]
Zurek, Kathryn M. [2 ,3 ,4 ]
机构
[1] Whitman Coll, Walla Walla, WA 99362 USA
[2] Lawrence Berkeley Natl Lab, Theory Grp, Berkeley, CA 94720 USA
[3] Univ Calif Berkeley, Berkeley Ctr Theoret Phys, Berkeley, CA 94720 USA
[4] CERN, Theory Grp, CH-1211 Geneva, Switzerland
基金
美国国家科学基金会;
关键词
MATTER; EQUATION;
D O I
10.1103/PhysRevD.99.083008
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
We consider gravitationally bound states of asymmetric dark matter (ADM stars), and the impact of ADM capture on the stability of neutron stars. We derive and interpret the equation of state for ADM with both attractive and repulsive interactions, and solve the Tolman-Oppenheimer-Volkoff equations to find equilibrium sequences and maximum masses of ADM stars. Gravitational wave searches can utilize our solutions to model exotic compact objects (ECOs). Our results for attractive interactions differ substantially from those in the literature, where fermionic ADM with attractive self-interactions was employed to destabilize neutron stars more effectively than noninteracting fermionic ADM. By contrast, we argue that fermionic ADM with an attractive force is no more effective in destabilizing neutron stars than fermionic ADM with no self-interactions.
引用
收藏
页数:17
相关论文
共 75 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]   Prospects for observing and localizing gravitational-wave transients with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA [J].
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. D. ;
Abernathy, M. R. ;
Acernese, F. ;
Ackley, K. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. X. ;
Adya, V. B. ;
Affeldt, C. ;
Agathos, M. ;
Agatsuma, K. ;
Aggarwal, N. ;
Aguiar, O. D. ;
Aiello, L. ;
Ain, A. ;
Ajith, P. ;
Akutsu, T. ;
Allen, B. ;
Allocca, A. ;
Altin, P. A. ;
Ananyeva, A. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Ando, M. ;
Appert, S. ;
Arai, K. ;
Araya, A. ;
Araya, M. C. ;
Areeda, J. S. ;
Arnaud, N. ;
Arun, K. G. ;
Asada, H. ;
Ascenzi, S. ;
Ashton, G. ;
Aso, Y. ;
Ast, M. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Atsuta, S. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Avila-Alvarez, A. ;
Awai, K. ;
Babak, S. ;
Bacon, P. ;
Bader, M. K. M. ;
Baiotti, L. .
LIVING REVIEWS IN RELATIVITY, 2018, 21
[3]   GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral [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 (16)
[4]   Search for Subsolar-Mass Ultracompact Binaries in Advanced LIGO's First Observing Run [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. ;
Agarwal, B. ;
Agathos, M. ;
Agatsuma, K. ;
Aggarwal, N. ;
Aguiar, O. D. ;
Aiello, L. ;
Ain, A. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allen, G. ;
Allocca, A. ;
Aloy, M. 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. ;
Arene, M. ;
Arnaud, N. ;
Arun, K. G. ;
Ascenzi, S. ;
Ashton, G. ;
Ast, M. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Atallah, D., V ;
Aubin, F. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
AultOneal, K. ;
Austin, C. ;
Avila-Alvarez, A. ;
Babak, S. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 121 (23)
[5]   Results from a Search for Dark Matter in the Complete LUX Exposure [J].
Akerib, D. S. ;
Alsum, S. ;
Araujo, H. M. ;
Bai, X. ;
Bailey, A. J. ;
Balajthy, J. ;
Beltrame, P. ;
Bernard, E. P. ;
Bernstein, A. ;
Biesiadzinski, T. P. ;
Boulton, E. M. ;
Bramante, R. ;
Bras, P. ;
Byram, D. ;
Cahn, S. B. ;
Carmona-Benitez, M. C. ;
Chan, C. ;
Chiller, A. A. ;
Chiller, C. ;
Currie, A. ;
Cutter, J. E. ;
Davison, T. J. R. ;
Dobi, A. ;
Dobson, J. E. Y. ;
Druszkiewicz, E. ;
Edwards, B. N. ;
Faham, C. H. ;
Fiorucci, S. ;
Gaitskell, R. J. ;
Gehman, V. M. ;
Ghag, C. ;
Gibson, K. R. ;
Gilchriese, M. G. D. ;
Hall, C. R. ;
Hanhardt, M. ;
Haselschwardt, S. J. ;
Hertel, S. A. ;
Hogan, D. P. ;
Horn, M. ;
Huang, D. Q. ;
Ignarra, C. M. ;
Ihm, M. ;
Jacobsen, R. G. ;
Ji, W. ;
Kamdin, K. ;
Kazkaz, K. ;
Khaitan, D. ;
Knoche, R. ;
Larsen, N. A. ;
Lee, C. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 118 (02)
[6]  
Alexander J, arXiv
[7]   Compact Stars with Sequential QCD Phase Transitions [J].
Alford, Mark ;
Sedrakian, Armen .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 119 (16)
[8]   Gravitational-Wave Constraints on the Neutron-Star-Matter Equation of State [J].
Annala, Eemeli ;
Gorda, Tyler ;
Kurkela, Aleksi ;
Vuorinen, Aleksi .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 120 (17)
[9]  
[Anonymous], ARXIV180303266
[10]  
[Anonymous], ARXIV170704591