Sec on 11.
中性子星

ti

11.1 中性子星

ヘリウム

水素

炭素
酸素

約1千万年
鉄

図の大きさは天体の大きさと一致していません

ケイ素

ネオン
マグネシウム星の「崩壊」（< 1秒）

超新星爆発！

中性子星

超新星爆発：重い星の最期

NASA/HST

「かにパルサー」

周期33ミリ秒

33 msectitt

h p://astronomyonline.org/Stars/HighMassEvolu on.asp

1967年の発見
宇宙から周期的にやってくる電波“LGM-1”
周期1.337秒
Li le Green Man

tt

想像図

“Li le Green Man”の正体

回転する中性子星！

Jocelyn Bell Burnell

想像図Antony Hewishtt

1974年ノーベル賞

中性子星ってどんな星？

超新星爆発(C) NASA/JPL-Caltech

中性子星(C) NASA/JPL-Caltech

中性子星？

(C) NASA/JPL-Caltech

半径10 km(104 m)質量太陽の1.5倍(3 x 1030 kg)

密度 (1cm3の重さ)

約1,000,000,000,000 kg(1兆 kg = 1012 kg)

中性子星から1cm3を取り出した重さ

1 兆 kg

地球上の人間の総体重＞

0.4 兆 kg
（80億人 x 50 kg）

「相対論的ビーミング」
静止

相対論
電磁気学

「相対論的ビーミング」
光の速度に近いスピードで運動している場合

相対論
電磁気学

状態方程式 => 中性子星の質量と半径の関係

H11-Ozel

ARI

25 August 2016

16:41

a2

10

ENG
FPS
GNH
H1-7
MPA1MS1-2
NJL
PAL6QMC
SLy

42

1862

ρsat
5

6 7 8 90.123–3

Density (fm )Figure 7tbiorphot
one

2.0864sid22.5ALF1
ALF2
AP1-2
AP3AP4
BSK19
BSK20
BSK21ENG
GNH3GS1H4MPA1MS1MS1b
NJL
QMC
SLY
SQM1-3
PAL6WWF1WWF2WWF3456 7 8 9In4Bho lackles863.0

Mass (M☉)

100

Pressure (MeV fm–3)b

ALF1-4AP1-4
WFF1-3
SQM1-3
GS1-2
BBB2
BGN1H1
BSK19-21
BPAL121.5

1.0

0.5

0.0
1681012141618

Radius (km)Ozel & Freire 14(a) A large sample of proposed EoSs calculated under different physical assumptions and using a range of computational approaches.

~ 2 Msun!
(Antoniadis+13)

Annu. Rev. Astron. Astrophys. 2016.54:401-440. Downloaded from www.annualreviews.org
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中性子星の質量J0453+1559c
J1756-2251c
J0737-3039B
J1906+0746
J1906+0746c
B1534+12J0737-3039A
J1756-2251
B1534+12c
B2127+11Cc
B2127+11C
B1913+16c
B1913+16J0453+1559
J1518+4904c
J1811-1736c
J1930-1852
J1829+2456c
J1829+2456
J1930-1852c
J1811-1736
J1518+4904
J1750-37A
J2222-0137
B1802-07
J1802-2124
J1910-5958A
J1713+0747
J1824-2452C
J1807-2500B
J0024-7204H
J2234+0611
J0337+1715
J0437-4715
J0514-4002A
J1909-3744
J1738+0333
J0621+1002
B1855+09
J1903+0327
J0751+1807
J1748-2446J
J1012+5307
J1748-2446I
J1946+3417
J1614-2230
B1516+02B
J0348+0432
J1748-2021B
Cyg X-2
4U 1608-52
KS 1731-260
EXO 1745-248
4U 1820-30
SAX J1748.9-2021
4U 1724-207
4U1538-52
Her X-1
SMC X-1
J1141-6545
B2303+46
XTE J1855-026
LMC X-4
SAX J1802.7-2017
Cen X-3
OAO 1657-415
EXO 1722-363
Vela X-10.0Ozel & Freire 14

Doubleneutron stars

Recycledpulsars

Bursters

Slowpulsars

1.02.0

3.0

Mass (M☉)
Figure 2
The most recent measurements of neutron-star masses. Double neutron stars (magenta), recycled pulsars

中性子星の半径ARI

25 August 2016

16:41

重力波からの制限

X線バースト (中性子星の増光現象)からの制限
6

a1

b

3.0

3.0

M13
M28
3.00 2.5
M30
it 6304
NGCmlilNGC
6397
had
2.5 2.0ch ω Cenu
B
47 Tuc X5
47 Tuc X7
2.0 1.5

lim
it

MPA1

2.5

BH

AP4

Mass (M☉)

MPA1AP41.5
GS181050.5

H4SQM1

SLyMPA1MS1

1.0 0.5
0.5 0.0

4U 1820-30
SAX J1748.9-2021
EXO 1745-248
KS 1731-260
4U 1724-207
4U 1608-52

1.0

APR4m (M )Mass (M☉)

2.0

1.5 1.0

WFF1

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AA54CH11-Ozel

101214
Radius (km)R (km)

SQM10 15

10.05

1015

Radius (km)Figure 4
FIG. 3. Marginalized posterior for the mass m and areal radius R of each binary component using EOS-insensitive relations (left panel)
combined constraints
theimpose
68% C.L.
overlimit
the neutron-starmassmass
and radiusfrom(a) allneutronstars
in low-massandThea parametrized
EOS whereatwea loweron the maximumof 1.97obtained
M (rightpanel).
The
top blue(bottomorange)X-ray
arXiv:1805.11581
Ozel& Freire 14
binaries
during quiescenceand (b)(lighter)all neutron
with thermonuclear
bursts.
light graymass relations
posteriorcorresponds
to the heavier
NS.stars
Examplemass-radius curves
forTheselected
EOSslines
are showoverplottedin grey. corresponding
The lines in tofewleft
representative
EoSs (see Section
Figurefor detailed
and thenaming
conventions forall equationsstate).
the atop
denote the Schwarzschild
BH 4.1(R and= 2m) and 7Buchdahl(R descriptions= 9m/4) limits.
In theone-dimensionalplots,solid linesofareクォークやストレンジ核？

ストレンジ核クォーク星

Demorestal. 2010
Figure 3: Neutron star (NS) mass-radius diagram.
The etplot
shows non-まとめ：中性子星• 超新星爆発の後に残される極限天体「巨大な原子核」=> 原子核物理学の実験場• 高速回転する「パルサー」として観測される• 回転してもちぎれない => 高密度天体• 角運動量保存 => 小さく潰れると速く回る• 質量と半径 => 内部構造への制限