Restrições bayesianas na matéria escura bosônica em estrelas de nêutrons dentro de um conjunto de equações de estado funcionais de densidade covariante

Investigamos estrelas de nêutrons misturadas com matéria escura bosônica repulsiva e autointeragente usando observações atuais de múltiplos mensageiros. Investigamos estrelas de nêutrons misturadas com matéria escura bosônica (DM) repulsivamente autointeragente usando observações atuais de múltiplos mensageiros.

O componente escuro é modelado como um campo escalar complexo acoplado à matéria bariônica apenas através da gravidade, permitindo configurações de núcleo escuro e halo escuro. Para quantificar as incertezas da equação de estado bariônica (EOS), combinamos uma varredura tridimensional sobre $ (m_χ, λ, F_χ)$ com 27 EOSs funcionais de densidade covariantes baseados em DDME2 abrangendo $L_{\rm sym}=30, 50, 70$ MeV e $-600\le Q_{\rm sat}\le 1000$ MeV.

Os modelos são confrontados em uma estrutura bayesiana com medições de raio-massa NICER das análises de Amsterdã e Maryland/Illinois e da restrição de deformabilidade de maré GW170817. Após a ponderação da evidência bayesiana sobre o conjunto EOS, a escala do setor escuro relevante para EOS $μ_χ\equiv m_χ/λ^{1/4}$ está localizada em torno de 250 MeV para ambos os conjuntos de dados NICER.

Na parametrização $(m_χ, λ)$, o pico posterior da massa do bóson marginalizado atinge $m_χ\simeq300$--$330$ MeV, enquanto $λ$ permanece amplamente distribuído. Como o EOS bosônico depende de $m_χ$ e $λ$ apenas através de $μ_χ$, suas marginais separadas são condicionais aos anteriores independentes adotados.

A fração inferida de DM é mais dependente do conjunto de dados, com modos posteriores próximos de 4% para Maryland/Illinois e 12% para Amsterdã. O DM bosônico também muda o $Q_{\rm sat}$ inferido de negativo para valores intermediários e positivos, enquanto a resposta de $L_{\rm sym}$ é mais fraca.

Isto indica uma compensação dependente do modelo entre a compactação induzida por DM e a rigidez de alta densidade da matéria bariônica.

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