Skip to main content
Log in

Dense matter with eXTP

  • Invited Review
  • Published:
Science China Physics, Mechanics & Astronomy Aims and scope Submit manuscript

Abstract

In this White Paper we present the potential of the Enhanced X-ray Timing and Polarimetry (eXTP) mission for determining the nature of dense matter; neutron star cores host an extreme density regime which cannot be replicated in a terrestrial laboratory. The tightest statistical constraints on the dense matter equation of state will come from pulse profile modelling of accretion-powered pulsars, burst oscillation sources, and rotation-powered pulsars. Additional constraints will derive from spin measurements, burst spectra, and properties of the accretion flows in the vicinity of the neutron star. Under development by an international Consortium led by the Institute of High Energy Physics of the Chinese Academy of Sciences, the eXTP mission is expected to be launched in the mid 2020s.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. A. De Rosa, P. Uttley, L. J. Gou, Y. Liu, C. Bambi, D. Barret, T. Belloni, E. Berti, S. Bianchi, I. Caiazzo, P. Casella, M. Feroci, V. Ferrari, L. Gualtieri, J. Heyl, A. Ingram, V. Karas, F. J. Lu, B. Luo, G. Matt, S. Motta, J. Neilsen, P. Pani, A. Santangelo, X. W. Shu, J. F. Wang, J.-M. Wang, Y. Q. Xue, Y. P. Xu, W. M. Yuan, Y. F. Yuan, S.-N. Zhang, S. Zhang, I. Agudo, L. Amati, N. Andersson, C. Baglio, P. Bakala, A. Baykal, S. Bhattacharyya, I. Bombaci, N. Bucciantini, F. Capitanio, R. Ciolfi, W. K. Cui, F. D’Ammando, T. Dauser, M. Del Santo, B. De Marco, T. Di Salvo, C. Done, M. Dovčiak, A. C. Fabian, M. Falanga, A. F. Gambino, B. Gendre, V. Grinberg, A. Heger, J. Homan, R. Iaria, J. C. Jiang, C. C. Jin, E. Koerding, M. Linares, Z. Liu, T. J. Maccarone, J. Malzac, A. Manousakis, F. Marin, A. Marinucci, M. Mehdipour, M. Méndez, S. Migliari, C. Miller, G. Miniutti, E. Nardini, P. T. O’Brien, J. P. Osborne, P. O. Petrucci, A. Possenti, A. Riggio, J. Rodriguez, A. Sanna, L. J. Shao, M. Sobolewska, E. Sramkova, H. Stiele, G. Stratta, Z. Stuchlik, J. Svoboda, F. Tamburini, T. M. Tauris, F. Tombesi, G. Torok, M. Urbanec, F. Vincent, Q. W. Wu, F. Yuan, J. J. M. in’t Zand, A. A. Zdziarski, and X. L. Zhou, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 029504 (2019).

    Article  Google Scholar 

  2. A. Santangelo, S. Zane, H. Feng, R. X. Xu, V. Doroshenko, E. Bozzo, I. Caiazzo, F. C. Zelati, P. Esposito, D. González-Caniulef, J. Heyl, D. Huppenkothen, G. Israel, Z. S. Li, L. Lin, R. Mignani, N. Rea, M. Orlandini, R. Taverna, H. Tong, R. Turolla, C. Baglio, F. Bernardini, N. Bucciantini, M. Feroci, F. Fürst, E. Göğüş, C. Güngör, L. Ji, F. J. Lu, A. Manousakis, S. Mereghetti, R. Mikusincova, B. Paul, C. Prescod-Weinstein, G. Younes, A. Tiengo, Y. P. Xu, A. Watts, S. Zhang, and S.-N. Zhang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 029505 (2019).

    Article  Google Scholar 

  3. J. J. M. in’t Zand, E. Bozzo, J. L. Qu, X.-D. Li, L. Amati, Y. Chen, I. Donnarumma, V. Doroshenko, S. A. Drake, M. Hernanz, P. A. Jenke, T. J. Maccarone, S. Mahmoodifar, D. de Martino, A. De Rosa, E. M. Rossi, A. Rowlinson, G. Sala, G. Stratta, T. M. Tauris, J. Wilms, X. F. Wu, P. Zhou, I. Agudo, D. Altamirano, J.-L. Atteia, N. A. Andersson, M. C. Baglio, D. R. Ballantyne, A. Baykal, E. Behar, T. Belloni, S. Bhattacharyya, S. Bianchi, A. Bilous, P. Blay, J. Braga, S. Brandt, E. F. Brown, N. Bucciantini, L. Burderi, E. M. Cackett, R. Campana, S. Campana, P. Casella, Y. Cavecchi, F. Chambers, L. Chen, Y.-P. Chen, J. Chenevez, M. Chernyakova, C. C. Jin, R. Ciolfi, E. Costantini, A. Cumming, A. D’Aì, Z.-G. Dai, F. D’Ammando, M. De Pasquale, N. Degenaar, M. Del Santo, V. D’Elia, T. Di Salvo, G. Doyle, M. Falanga, X. L. Fan, R. D. Ferdman, M. Feroci, F. Fraschetti, D. K. Galloway, A. F. Gambino, P. Gandhi, M. Y. Ge, B. Gendre, R. Gill, D. Götz, C. Gouiffès, P. Grandi, J. Granot, M. Güdel, A. Heger, C. O. Heinke, J. Homan, R. Iaria, K. Iwasawa, L. Izzo, L. Ji, P. G. Jonker, J. José, J. S. Kaastra, E. Kalemci, O. Kargaltsev, N. Kawai, L. Keek, S. Komossa, I. Kreykenbohm, L. Kuiper, D. Kunneriath, G. Li, E.-W. Liang, M. Linares, F. Longo, F. J. Lu, A. A. Lutovinov, D. Malyshev, J. Malzac, A. Manousakis, I. McHardy, M. Mehdipour, Y. P. Men, M. Méndez, R. P. Mignani, R. Mikusincova, M. C. Miller, G. Miniutti, C. Motch, J. Nättilä, E. Nardini, T. Neubert, P. T. O’Brien, M. Orlandini, J. P. Osborne, L. Pacciani, S. Paltani, M. Paolillo, I. E. Papadakis, B. Paul, A. Pellizzoni, U. Peretz, M. A. P. Torres, E. Perinati, C. Prescod-Weinstein, P. Reig, A. Riggio, J. Rodriguez, P. Rodríguez- Gil, P. Romano, A. Rózańska, T. Sakamoto, T. Salmi, R. Salvaterra, A. Sanna, A. Santangelo, T. Savolainen, S. Schanne, H. Schatz, L. J. Shao, A. Shearer, S. N. Shore, B. W. Stappers, T. E. Strohmayer, V. F. Suleimanov, J. Svoboda, F.-K. Thielemann, F. Tombesi, D. F. Torres, E. Torresi, S. Turriziani, A. Vacchi, S. Vercellone, J. Vink, J.-M Wang, J. F Wang, A. L. Watts, S. S. Weng, N. N. Weinberg, P. J. Wheatley, R. Wijnands, T. E. Woods, S. E. Woosley, S. L. Xiong, Y. Xu, Z. Yan, G. Younes, W. F. Yu, F. Yuan, L. Zampieri, S. Zane, A. A. Zdziarski, S.-N. Zhang, S. Zhang, S. Zhang, X. Zhang, and M. Zingale, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 029506 (2019)

    Article  Google Scholar 

  4. S. N. Zhang, A. Santangelo, M. Feroci, Y. P. Xu, F. J. Lu, Y. Chen, H. Feng, S. Zhang, L. Baldini, E. Bozzo, S. Brandt, Y. W. Dong, Y. Evangelista, M. Hernanz, V. Karas, N. Meidinger, A. Meuris, K. Nandra, T. Pan, G. Pareschi, P. Orleanski, Q. S. Huang, S. Schanne, G. Sironi, D. Spiga, J. Svoboda, G. Tagliaferri, C. Tenzer, A. Vacchi, S. Zane, D. Walton, Z. S. Wang, B. Winter, X. Wu, J. J. M. in’ t Zand, M. Ahangarianabhari, G. Ambrosi, F. Ambrosino, M. Barbera, S. Basso, J. Bayer, R. Bellazzini, P. Bellutti, B. Bertucci, G. Bertuccio, G. Borghi, X. L. Cao, F. Cadoux, R. Campana, F. Ceraudo, T. X. Chen, Y. P. Chen, J. Chevenez, M. Civitani, W. W. Cui, A. De Rosa, E. Del Monte, S. Di Cosimo, S. Diebold, V. Doroshenko, M. Dovciak, Y. Y. Du, Q. M. Fan, Y. Favre, F. Fuschino, J. L. Gálvez, M. Gao, M. Y. Ge, O. Gevin, M. Grassi, Q. Y. Gu, Y. D. Gu, D. W. Han, B. Hong, W. Hu, L. Ji, S. M. Jia, W. C. Jiang, T. Kennedy, I. Kuvvetli, C. Labanti, L. Latronico, G. Li, M. S. Li, X. Li, W. Li, Z. W. Li, O. Limousin, H. W. Liu, X. J. Liu, B. Lu, T. Luo, D. Macera, P. Malcovati, A. Martindale, M. Michalska, B. Meng, M. Minuti, A. Morbidini, F. Muleri, S. Paltani, E. Perinati, A. Picciotto, C. Piemonte, J. L. Qu, A. Rachevski, I. Rashevskaya, J. Rodriguez, T. Schanz, Z. X. Shen, L. Z. Sheng, J. B. Song, L. M. Song, C. Sgro, L. Sun, Y. Tan, P. Uttley, B. Wang, D. L. Wang, G. F. Wang, J. Wang, L. P. Wang, Y. S. Wang, A. L. Watts, X. Y.Wen, S. L. Xiong, J. W. Yang, S. Yang, Y. J. Yang, N. Yu, W. D. Zhang, G. Zampa, N. Zampa, A. A. Zdziarski, A. M. Zhang, C. M. Zhang, F. Zhang, L. Zhang, T. Zhang, Y. Zhang, X. L. Zhang, Z. L. Zhang, B. S. Zhao, S. J. Zheng, Y. P. Zhou, N. Zorzi, and J. F. Zwart, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 029502 (2019).

    Article  Google Scholar 

  5. A. L. Watts, N. Andersson, D. Chakrabarty, M. Feroci, K. Hebeler, G. Israel, F. K. Lamb, M. C. Miller, S. Morsink, F. Özel, A. Patruno, J. Poutanen, D. Psaltis, A. Schwenk, A. W. Steiner, L. Stella, L. Tolos, and M. van der Klis, Rev. Mod. Phys. 88, 021001 (2016), arXiv: 1602.01081.

    Article  ADS  Google Scholar 

  6. K. Fukushima, and T. Hatsuda, Rep. Prog. Phys. 74, 014001 (2011), arXiv: 1005.4814.

    Article  ADS  Google Scholar 

  7. K. Hebeler, J. D. Holt, J. Menndez, and A. Schwenk, Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 65, 457 (2015), arXiv: 1508.06893.

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. N. K. Glendenning, Astrophys. J. 293, 470 (1985).

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. D. Chatterjee, and I. Vida˜na, Eur. Phys. J. A 52, 29 (2016), arXiv: 1510.06306. 2 029503-15

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. N. K. Glendenning, Compact Stars: Nuclear Physics, Particle Physics, and General Relativity, (Springer Verlag, Berlin, 1996).

    Book  MATH  Google Scholar 

  11. I. Bombaci, D. Logoteta, I. Vida˜na, and C. Providência, Eur. Phys. J. A 52, 58 (2016), arXiv: 1601.04559.

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. A. Watts, R. X. Xu, C. Espinoza, N. Andersson, J. Antoniadis, D. Antonopoulou, S. Buchner, S. Dai, P. Demorest, P. Freire, J. Hessels, J. Margueron, M. Oertel, A. Patruno, A. Possenti, S. Ransom, I. Stairs, and B. Stappers, in Probing the neutron star interior and the Equation of State of cold dense matter with the SKA: Advancing Astrophysics with the Square Kilometre Array (AASKA14), (2015), p. 43.

    Google Scholar 

  13. M. G. Alford, A. Schmitt, K. Rajagopal, and T. Schäfer, Rev. Mod. Phys. 80, 1455 (2008), arXiv: 0709.4635.

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. R. Anglani, R. Casalbuoni, M. Ciminale, N. Ippolito, R. Gatto, M. Mannarelli, and M. Ruggieri, Rev. Mod. Phys. 86, 509 (2014), arXiv: 1302.4264.

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. M. Buballa, and S. Carignano, Prog. Particle Nucl. Phys. 81, 39 (2015), arXiv: 1406.1367.

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. J. M. Lattimer, and M. Prakash, Phys. Rep. 621, 127 (2016), arXiv: 1512.07820.

    Article  MathSciNet  ADS  Google Scholar 

  17. L. Lindblom, Astrophys. J. 398, 569 (1992).

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. F. Özel, and D. Psaltis, Phys. Rev. D 80, 103003 (2009), arXiv: 0905.1959.

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. T. E. Riley, G. Raaijmakers, and A. L. Watts, Mon. Not. R. Astron. Soc. 478, 1093 (2018), arXiv: 1804.09085.

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. V. Suleimanov, J. Poutanen, M. Revnivtsev, and K. Werner, Astrophys. J. 742, 122 (2011), arXiv: 1004.4871.

    Article  ADS  Google Scholar 

  21. F. Özel, Rep. Prog. Phys. 76, 016901 (2013), arXiv: 1210.0916.

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. A. W. Steiner, J. M. Lattimer, and E. F. Brown, Astrophys. J. 765, L5 (2013), arXiv: 1205.6871.

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. S. Guillot, and R. E. Rutledge, Astrophys. J. 796, L3 (2014), arXiv: 1409.4306.

    Article  ADS  Google Scholar 

  24. J. Nättilä, A. W. Steiner, J. J. E. Kajava, V. F. Suleimanov, and J. Poutanen, Astron. Astrophys. 591, A25 (2016), arXiv: 1509.06561.

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. J. Nättilä, M. C. Miller, A. W. Steiner, J. J. E. Kajava, V. F. Suleimanov, and J. Poutanen, Astron. Astrophys. 608, A31 (2017), arXiv: 1709.09120.

    Article  ADS  Google Scholar 

  26. A. W. Steiner, C. O. Heinke, S. Bogdanov, C. K. Li, W. C. G. Ho, A. Bahramian, and S. Han, 2017, arXiv: 1709.05013.

  27. A. Akmal, and V. R. Pandharipande, Phys. Rev. C 56, 2261 (1997).

    Article  ADS  Google Scholar 

  28. J. M. Lattimer, and M. Prakash, Astrophys. J. 550, 426 (2001).

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. A. Li, B. Zhang, N. B. Zhang, H. Gao, B. Qi, and T. Liu, Phys. Rev. D 94, 083010 (2016), arXiv: 1606.02934.

    Article  ADS  Google Scholar 

  30. S. Bhattacharyya, I. Bombaci, D. Logoteta, and A. V. Thampan, Mon. Not. R. Astron. Soc. 457, 3101 (2016), arXiv: 1601.06120.

    Article  ADS  Google Scholar 

  31. J. L. Zdunik, and P. Haensel, Astron. Astrophys. 551, A61 (2013), arXiv: 1211.1231.

    Article  ADS  Google Scholar 

  32. I. Bednarek, P. Haensel, J. L. Zdunik, M. Bejger, and R. Mańka, Astron. Astrophys. 543, A157 (2012), arXiv: 1111.6942.

    Article  ADS  Google Scholar 

  33. K. Hebeler, J. M. Lattimer, C. J. Pethick, and A. Schwenk, Astrophys. J. 773, 11 (2013), arXiv: 1303.4662.

    Article  ADS  Google Scholar 

  34. A. Kurkela, E. S. Fraga, J. Schaffner-Bielich, and A. Vuorinen, Astrophys. J. 789, 127 (2014).

    Article  ADS  Google Scholar 

  35. M. C. Miller, arXiv: 1312.0029.

  36. C. O. Heinke, H. N. Cohn, P. M. Lugger, N. A. Webb, W. C. G. Ho, J. Anderson, S. Campana, S. Bogdanov, D. Haggard, A. M. Cool, and J. E. Grindlay, Mon. Not. R. Astron. Soc. 444, 443 (2014), arXiv: 1406.1497.

    Article  ADS  Google Scholar 

  37. J. Poutanen, J. Nättilä, J. J. E. Kajava, O. M. Latvala, D. K. Galloway, E. Kuulkers, and V. F. Suleimanov, Mon. Not. R. Astron. Soc. 442, 3777 (2014), arXiv: 1405.2663.

    Article  ADS  Google Scholar 

  38. C. Motch, J. Wilms, D. Barret, W. Becker, S. Bogdanov, L. Boirin, S. Corbel, Ed Cackett, S. Campana, D. D. Martino, F. Haberl, J. in’t Zand, M. Méndez, R. Mignani, J. Miller, M. Orio, D. Psaltis, N. Rea, J. Rodriguez, A. Rozanska, A. Schwope, A. Steiner, N. Webb, L. Zampieri, and S. Zane, arXiv: 1306.2334.

  39. Z. Arzoumanian, K. C. Gendreau, C. L. Baker, T. Cazeau, P. Hestnes, J. W. Kellogg, S. J. Kenyon, R. P. Kozon, K.-C. Liu, S. S. Manthripragada, C. B. Markwardt, A. L. Mitchell, J. W. Mitchell, C. A. Monroe, T. Okajima, S. E. Pollard, D. F. Powers, B. J. Savadkin, L. B. Winternitz, P. T. Chen, M. R. Wright, R. Foster, G. Prigozhin, R. Remillard, and J. Doty, in: The Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER): Mission Definition: Proceedings Volume 9144, Space Telescopes and Instrumentation 2014: Ultraviolet to Gamma Ray, 914420 (29 July 2014), Montréal, Quebec, Canada (2014), p. 20.

    Google Scholar 

  40. P. B. Demorest, T. Pennucci, S. M. Ransom, M. S. E. Roberts, and J. W. T. Hessels, Nature 467, 1081 (2010), arXiv: 1010.5788.

    Article  ADS  Google Scholar 

  41. J. Antoniadis, P. C. C. Freire, N. Wex, T. M. Tauris, R. S. Lynch, M. H. van Kerkwijk, M. Kramer, C. Bassa, V. S. Dhillon, T. Driebe, J. W. T. Hessels, V. M. Kaspi, V. I. Kondratiev, N. Langer, T. R. Marsh, M. A. McLaughlin, T. T. Pennucci, S. M. Ransom, I. H. Stairs, J. van Leeuwen, J. P. W. Verbiest, and D. G. Whelan, Science 340, 1233232 (2013), arXiv: 1304.6875.

    Article  Google Scholar 

  42. E. Fonseca, T. T. Pennucci, J. A. Ellis, I. H. Stairs, D. J. Nice, S. M. Ransom, P. B. Demorest, Z. Arzoumanian, K. Crowter, T. Dolch, R. D. Ferdman, M. E. Gonzalez, G. Jones, M. L. Jones, M. T. Lam, L. Levin, M. A. McLaughlin, K. Stovall, J. K. Swiggum, and W. Zhu, Astrophys. J. 832, 167 (2016), arXiv: 1603.00545.

    Article  ADS  Google Scholar 

  43. J. M. Lattimer, and B. F. Schutz, Astrophys. J. 629, 979 (2005).

    Article  ADS  Google Scholar 

  44. M. Kramer, and N. Wex, Class. Quantum Grav. 26, 073001 (2009).

    Article  ADS  Google Scholar 

  45. J. Aasi, et al. (The LIGO Scientific Collaboration), Class. Quantum Grav. 32, 074001 (2015), arXiv: 1411.4547.

    Article  ADS  Google Scholar 

  46. F. Acernese, M. Agathos, K. Agatsuma, D. Aisa, N. Allemandou, A. Allocca, J. Amarni, P. Astone, G. Balestri, G. Ballardin, F. Barone, J. P. Baronick, M. Barsuglia, A. Basti, F. Basti, T. S. Bauer, V. Bavigadda, M. Bejger, M. G. Beker, C. Belczynski, D. Bersanetti, A. Bertolini, M. Bitossi, M. A. Bizouard, S. Bloemen, M. Blom, M. Boer, G. Bogaert, D. Bondi, F. Bondu, L. Bonelli, R. Bonnand, V. Boschi, L. Bosi, T. Bouedo, C. Bradaschia, M. Branchesi, T. Briant, A. Brillet, V. Brisson, T. Bulik, H. J. Bulten, D. Buskulic, C. Buy, G. Cagnoli, E. Calloni, C. Campeggi, B. Canuel, F. Carbognani, F. Cavalier, R. Cavalieri, G. Cella, E. Cesarini, E. C. Mottin, A. Chincarini, A. Chiummo, S. Chua, F. Cleva, E. Coccia, P. F. Cohadon, A. Colla, M. Colombini, A. Conte, J. P. Coulon, E. Cuoco, A. Dalmaz, S. D’Antonio, V. Dattilo, M. Davier, R. Day, G. Debreczeni, J. Degallaix, S. Deléglise, W. D. Pozzo, H. Dereli, R. D. Rosa, L. D. Fiore, A. D. Lieto, A. D. Virgilio, M. Doets, V. Dolique, M. Drago, M. Ducrot, G. Endr˝oczi, V. Fafone, S. Farinon, I. Ferrante, F. Ferrini, F. Fidecaro, I. Fiori, R. Flaminio, J. D. Fournier, S. Franco, S. Frasca, F. Frasconi, L. Gammaitoni, F. Garufi, M. Gaspard, A. Gatto, G. Gemme, B. Gendre, E. Genin, A. Gennai, S. Ghosh, L. Giacobone, A. Giazotto, R. Gouaty, M. Granata, G. Greco, P. Groot, G. M. Guidi, J. Harms, A. Heidmann, H. Heitmann, P. Hello, G. Hemming, E. Hennes, D. Hofman, P. Jaranowski, R. J. G. Jonker, M. Kasprzack, F. Kéfélian, I. Kowalska, M. Kraan, A. Królak, A. Kutynia, C. Lazzaro, M. Leonardi, N. Leroy, N. Letendre, T. G. F. Li, B. Lieunard, M. Lorenzini, V. Loriette, G. Losurdo, C. Magazzú, E. Majorana, I. Maksimovic, V. Malvezzi, N. Man, V. Mangano, M. Mantovani, F. Marchesoni, F. Marion, J. Marque, F. Martelli, L. Martellini, A. Masserot, D. Meacher, J. Meidam, F. Mezzani, C. Michel, L. Milano, Y. Minenkov, A. Moggi, M. Mohan, M. Montani, N. Morgado, B. Mours, F. Mul, M. F. Nagy, I. Nardecchia, L. Naticchioni, G. Nelemans, I. Neri, M. Neri, F. Nocera, E. Pacaud, C. Palomba, F. Paoletti, A. Paoli, A. Pasqualetti, R. Passaquieti, D. Passuello, M. Perciballi, S. Petit, M. Pichot, F. Piergiovanni, G. Pillant, A. Piluso, L. Pinard, R. Poggiani, M. Prijatelj, G. A. Prodi, M. Punturo, P. Puppo, D. S. Rabeling, I. Rácz, P. Rapagnani, M. Razzano, V. Re, T. Regimbau, F. Ricci, F. Robinet, A. Rocchi, L. Rolland, R. Romano, D. Rosińska, P. Ruggi, E. Saracco, B. Sassolas, F. Schimmel, D. Sentenac, V. Sequino, S. Shah, K. Siellez, N. Straniero, B. Swinkels, M. Tacca, M. Tonelli, F. Travasso, M. Turconi, G. Vajente, N. van Bakel, M. van Beuzekom, J. F. J. van den Brand, C. Van Den Broeck, M. V. van der Sluys, J. van Heijningen, M. Vasúth, G. Vedovato, J. Veitch, D. Verkindt, F. Vetrano, A. Viceré, J. Y. Vinet, G. Visser, H. Vocca, R. Ward, M. Was, L. W. Wei, M. Yvert, A. Z. żny, and J. P. Zendri, Class. Quantum Grav. 32, 024001 (2015), arXiv: 1408.3978.

    Article  ADS  Google Scholar 

  47. B. P. Abbott, et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), Phys. Rev. Lett. 119, 161101 (2017), arXiv: 1710.05832.

    Article  ADS  Google Scholar 

  48. J. S. Read, B. D. Lackey, B. J. Owen, and J. L. Friedman, Phys. Rev. D 79, 124032 (2009), arXiv: 0812.2163.

    Article  ADS  Google Scholar 

  49. J. S. Read, L. Baiotti, J. D. E. Creighton, J. L. Friedman, B. Giacomazzo, K. Kyutoku, C. Markakis, L. Rezzolla, M. Shibata, and K. Taniguchi, Phys. Rev. D 88, 044042 (2013), arXiv: 1306.4065.

    Article  ADS  Google Scholar 

  50. K. Hotokezaka, K. Kyutoku, Y. Sekiguchi, and M. Shibata, Phys. Rev. D 93, 064082 (2016), arXiv: 1603.01286.

    Article  ADS  Google Scholar 

  51. W. Del Pozzo, T. G. F. Li, M. Agathos, C. Van Den Broeck, and S. Vitale, Phys. Rev. Lett. 111, 071101 (2013), arXiv: 1307.8338.

    Article  ADS  Google Scholar 

  52. M. Agathos, J. Meidam, W. Del Pozzo, T. G. F. Li, M. Tompitak, J. Veitch, S. Vitale, and C. Van Den Broeck, Phys. Rev. D 92, 023012 (2015), arXiv: 1503.05405.

    Article  ADS  Google Scholar 

  53. B. D. Lackey, and L. Wade, Phys. Rev. D 91, 043002 (2015), arXiv: 1410.8866.

    Article  ADS  Google Scholar 

  54. K. Chatziioannou, K. Yagi, A. Klein, N. Cornish, and N. Yunes, Phys. Rev. D 92, 104008 (2015), arXiv: 1508.02062.

    Article  ADS  Google Scholar 

  55. M. Favata, Phys. Rev. Lett. 112, 101101 (2014), arXiv: 1310.8288.

    Article  ADS  Google Scholar 

  56. A. Bauswein, H. T. Janka, K. Hebeler, and A. Schwenk, Phys. Rev. D 86, 063001 (2012), arXiv: 1204.1888.

    Article  ADS  Google Scholar 

  57. A. Bauswein, N. Stergioulas, and H. T. Janka, Phys. Rev. D 90, 023002 (2014), arXiv: 1403.5301.

    Article  ADS  Google Scholar 

  58. K. Takami, L. Rezzolla, and L. Baiotti, Phys. Rev. Lett. 113, 091104 (2014), arXiv: 1403.5672.

    Article  ADS  Google Scholar 

  59. J. A. Clark, A. Bauswein, N. Stergioulas, and D. Shoemaker, Class. Quantum Grav. 33, 085003 (2016), arXiv: 1509.08522.

    Article  ADS  Google Scholar 

  60. B. D. Lackey, K. Kyutoku, M. Shibata, P. R. Brady, and J. L. Friedman, Phys. Rev. D 89, 043009 (2014), arXiv: 1303.6298.

    Article  ADS  Google Scholar 

  61. K. R. Pechenick, C. Ftaclas, and J. M. Cohen, Astrophys. J. 274, 846 (1983).

    Article  ADS  Google Scholar 

  62. M. C. Miller, and F. K. Lamb, Astrophys. J. 499, L37 (1998).

    Article  ADS  Google Scholar 

  63. J. Poutanen, and M. Gierlinski, Mon. Not. R. Astron. Soc. 343, 1301 (2003).

    Article  ADS  Google Scholar 

  64. J. Poutanen, and A. M. Beloborodov, Mon. Not. R. Astron. Soc. 373, 836 (2006).

    Article  ADS  Google Scholar 

  65. C. Cadeau, S. M. Morsink, D. Leahy, and S. S. Campbell, Astrophys. J. 654, 458 (2007).

    Article  ADS  Google Scholar 

  66. S. M. Morsink, D. A. Leahy, C. Cadeau, and J. Braga, Astrophys. J. 663, 1244 (2007).

    Article  ADS  Google Scholar 

  67. M. Bauböck, E. Berti, D. Psaltis, and F. Özel, Astrophys. J. 777, 68 (2013), arXiv: 1306.0569.

    Article  ADS  Google Scholar 

  68. D. Psaltis, and F. Özel, Astrophys. J. 792, 87 (2014), arXiv: 1305.6615.

    Article  ADS  Google Scholar 

  69. J. Nättilä, and P. Pihajoki, arXiv: 1709.07292.

  70. N. Stergioulas, Living Rev. Relativ. 6, 3 (2003).

    Article  MathSciNet  ADS  Google Scholar 

  71. K. Yagi, and N. Yunes, Class. Quantum Grav. 33, 13LT01 (2016), arXiv: 1512.02639.

    Article  Google Scholar 

  72. M. Bauböck, D. Psaltis, F. Özel, and T. Johannsen, Astrophys. J. 753, 175 (2012), arXiv: 1110.4389.

    Article  ADS  Google Scholar 

  73. J. Poutanen, in: A Decade of Accreting Millisecond X-ray Pulsars, AIP Conference Proceedings, Vol. 1068, edited by R. Wijnands, D. Altamirano, P. Soleri, N. Degenaar, N. Rea, P. Casella, A. Patruno, and M. Linares (Springer, Berlin, 2008), p. 77.

  74. K. H. Lo, M. C. Miller, S. Bhattacharyya, and F. K. Lamb, Astrophys. J. 776, 19 (2013), arXiv: 1304.2330.

    Article  ADS  Google Scholar 

  75. D. Psaltis, F. Özel, and D. Chakrabarty, Astrophys. J. 787, 136 (2014), arXiv: 1311.1571.

    Article  ADS  Google Scholar 

  76. M. C. Miller, and F. K. Lamb, Astrophys. J. 808, 31 (2015), arXiv: 1407.2579.

    Article  ADS  Google Scholar 

  77. A. L. Stevens, J. D. Fiege, D. A. Leahy, and S. M. Morsink, Astrophys. J. 833, 244 (2016), arXiv: 1606.09232.

    Article  ADS  Google Scholar 

  78. K. Viironen, and J. Poutanen, Astron. Astrophys. 426, 985 (2004).

    Article  ADS  Google Scholar 

  79. V. Radhakrishnan, and D. J. Cooke, Astrophys. Lett. 3, 225 (1969).

    ADS  Google Scholar 

  80. D. C. Ferguson, Astrophys. J. 183, 977 (1973).

    Article  ADS  Google Scholar 

  81. D. C. Ferguson, Astrophys. J. 205, 247 (1976).

    Article  ADS  Google Scholar 

  82. A. Patruno, and A. L. Watts, arXiv: 1206.2727.

  83. J. Poutanen, Adv. Space Res. 38, 2697 (2006).

    Article  ADS  Google Scholar 

  84. D. A. Leahy, S. M. Morsink, and C. Cadeau, Astrophys. J. 672, 1119 (2008).

    Article  ADS  Google Scholar 

  85. D. A. Leahy, S. M. Morsink, Y. Y. Chung, and Y. Chou, Astrophys. J. 691, 1235 (2009), arXiv: 0806.0824.

    Article  ADS  Google Scholar 

  86. D. A. Leahy, S. M. Morsink, and Y. Chou, Astrophys. J. 742, 17 (2011), arXiv: 1106.3131.

    Article  ADS  Google Scholar 

  87. T. Strohmayer, L. Bildsten, in Compact Stellar X-ray Sources, Cambridge Astrophysics Series, Vol. 39, edited by W. Lewin, and M. van der Klis (Cambridge University Press, Cambridge, 2006), p. 113.

  88. D. K. Galloway, M. P. Muno, J. M. Hartman, D. Psaltis, and D. Chakrabarty, Astrophys. J. Supplement Ser. 179, 360 (2008).

    Article  ADS  Google Scholar 

  89. A. L. Watts, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 50, 609 (2012), arXiv: 1203.2065.

    Article  ADS  Google Scholar 

  90. T. Salmi, J. Nättilä, J. Poutanen, arXiv: 1805.01149.

  91. V. Suleimanov, J. Poutanen, and K. Werner, Astron. Astrophys. 527, A139 (2011), arXiv: 1009.6147.

    Article  ADS  Google Scholar 

  92. M. C. Miller, S. Boutloukos, K. H. Lo, and F. K. Lamb, Proc. IAU 8, 101 (2012).

    Article  Google Scholar 

  93. S. Bhattacharyya, T. E. Strohmayer, M. C. Miller, and C. B. Markwardt, Astrophys. J. 619, 483 (2005).

    Article  ADS  Google Scholar 

  94. P. Chang, L. Bildsten, and I. Wasserman, Astrophys. J. 629, 998 (2005).

    Article  ADS  Google Scholar 

  95. S. Bogdanov, J. E. Grindlay, and G. B. Rybicki, Astrophys. J. 689, 407 (2008), arXiv: 0801.4030.

    Article  ADS  Google Scholar 

  96. K. C. Gendreau, Z. Arzoumanian, and T. Okajima, in: The Neutron star Interior Composition ExploreR (NICER): An Explorer Mission of Opportunity for Soft X-ray Timing Spectroscopy: Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series 8443, edited by T. Takahashi, S. S. Murray, and J.-W. A. den Herder, (2012), p. 13.

  97. S. Bogdanov, Astrophys. J. 762, 96 (2013), arXiv: 1211.6113.

    Article  ADS  Google Scholar 

  98. D. J. Reardon, G. Hobbs, W. Coles, Y. Levin, M. J. Keith, M. Bailes, N. D. R. Bhat, S. Burke-Spolaor, S. Dai, M. Kerr, P. D. Lasky, R. N. Manchester, S. Osłowski, V. Ravi, R. M. Shannon, W. van Straten, L. Toomey, J. Wang, L. Wen, X. P. You, and X. J. Zhu, Mon. Not. R. Astron. Soc. 455, 1751 (2016), arXiv: 1510.04434.

    Article  ADS  Google Scholar 

  99. S. Bogdanov, and J. E. Grindlay, Astrophys. J. 703, 1557 (2009), arXiv: 0908.1971.

    Article  ADS  Google Scholar 

  100. D. L. Kaplan, J. Boyles, B. H. Dunlap, S. P. Tendulkar, A. T. Deller, S. M. Ransom, M. A. McLaughlin, D. R. Lorimer, and I. H. Stairs, Astrophys. J. 789, 119 (2014), arXiv: 1406.0488.

    Article  ADS  Google Scholar 

  101. G. Desvignes, R. N. Caballero, L. Lentati, J. P. W. Verbiest, D. J. Champion, B. W. Stappers, G. H. Janssen, P. Lazarus, S. Osłowski, S. Babak, C. G. Bassa, P. Brem, M. Burgay, I. Cognard, J. R. Gair, E. Graikou, L. Guillemot, J. W. T. Hessels, A. Jessner, C. Jordan, R. Karuppusamy, M. Kramer, A. Lassus, K. Lazaridis, K. J. Lee, K. Liu, A. G. Lyne, J. McKee, C. M. F. Mingarelli, D. Perrodin, A. Petiteau, A. Possenti, M. B. Purver, P. A. Rosado, S. Sanidas, A. Sesana, G. Shaifullah, R. Smits, S. R. Taylor, G. Theureau, C. Tiburzi, R. van Haasteren, and A. Vecchio, Mon. Not. R. Astron. Soc. 458, 3341 (2016), arXiv: 1602.08511.

    Article  ADS  Google Scholar 

  102. P. Haensel, J. L. Zdunik, M. Bejger, and J. M. Lattimer, Astron. Astrophys. 502, 605 (2009), arXiv: 0901.1268.

    Article  ADS  Google Scholar 

  103. J. W. T. Hessels, Science 311, 1901 (2006).

    Article  ADS  Google Scholar 

  104. M. A. Alpar, A. F. Cheng, M. A. Ruderman, and J. Shaham, Nature 300, 728 (1982). 2 029503-17

    Article  ADS  Google Scholar 

  105. V. Radhakrishnan, and G. Srinivasan, Curr. Sci. 51, 1096 (1982).

    ADS  Google Scholar 

  106. D. Bhattacharya, Phys. Rep. 203, 1 (1991).

    Article  ADS  Google Scholar 

  107. G. B. Cook, S. L. Shapiro, and S. A. Teukolsky, Astrophys. J. 423, L117 (1994).

    Article  ADS  Google Scholar 

  108. D. K. Galloway, E. H. Morgan, M. I. Krauss, P. Kaaret, and D. Chakrabarty, Astrophys. J. 654, L73 (2007).

    Article  ADS  Google Scholar 

  109. P. Casella, D. Altamirano, A. Patruno, R. Wijnands, and M. van der Klis, Astrophys. J. 674, L41 (2008), arXiv: 0708.1110.

    Article  ADS  Google Scholar 

  110. D. Altamirano, P. Casella, A. Patruno, R. Wijnands, and M. van der Klis, Astrophys. J. 674, L45 (2008), arXiv: 0708.1316.

    Article  ADS  Google Scholar 

  111. M. M. Romanova, A. K. Kulkarni, and R. V. E. Lovelace, Astrophys. J. 673, L171 (2008), arXiv: 0711.0418.

    Article  ADS  Google Scholar 

  112. F. K. Lamb, S. Boutloukos, S. Van Wassenhove, R. T. Chamberlain, K. H. Lo, and M. C. Miller, Astrophys. J. 705, L36 (2009), arXiv: 0809.4016.

    Article  ADS  Google Scholar 

  113. M. Ruderman, Astrophys. J. 366, 261 (1991).

    Article  ADS  Google Scholar 

  114. W. B. Atwood, M. Ziegler, R. P. Johnson, and B. M. Baughman, Astrophys. J. 652, L49 (2006).

    Article  ADS  Google Scholar 

  115. A. A. Abdo, et al. (Fermi-LAT Collaboration), Science 325, 840 (2009), arXiv: 1009.0748.

    Article  ADS  Google Scholar 

  116. C. Messenger, Phys. Rev. D 84, 083003 (2011), arXiv: 1109.0501.

    Article  ADS  Google Scholar 

  117. H. J. Pletsch, L. Guillemot, B. Allen, M. Kramer, C. Aulbert, H. Fehrmann, P. S. Ray, E. D. Barr, A. Belfiore, F. Camilo, P. A. Caraveo, C¸ elik, D. J. Champion, M. Dormody, R. P. Eatough, E. C. Ferrara, P. C. C. Freire, J. W. T. Hessels, M. Keith, M. Kerr, A. de Luca, A. G. Lyne, M. Marelli, M. A. McLaughlin, D. Parent, S. M. Ransom, M. Razzano, W. Reich, P. M. Saz Parkinson, B. W. Stappers, and M. T. Wolff, Astrophys. J. 744, 105 (2012), arXiv: 1111.0523.

    Article  ADS  Google Scholar 

  118. A. D’Ai, P. ˙ Zycki, T. Di Salvo, R. Iaria, G. Lavagetto, and N. R. Robba, Astrophys. J. 667, 411 (2007), arXiv: 0705.4172.

    Article  ADS  Google Scholar 

  119. H. Raichur, R. Misra, and G. Dewangan, Mon. Not. R. Astron. Soc. 416, 637 (2011), arXiv: 1105.5523.

    ADS  Google Scholar 

  120. S. Campana, M. Ravasio, G. L. Israel, V. Mangano, and T. Belloni, Astrophys. J. 594, L39 (2003).

    Article  ADS  Google Scholar 

  121. A. M. Archibald, S. Bogdanov, A. Patruno, J. W. T. Hessels, A. T. Deller, C. Bassa, G. H. Janssen, V. M. Kaspi, A. G. Lyne, B. W. Stappers, S. P. Tendulkar, C. R. D’Angelo, and R. Wijnands, Astrophys. J. 807, 62 (2015), arXiv: 1412.1306.

    Article  ADS  Google Scholar 

  122. C. G. Bassa, A. Patruno, J. W. T. Hessels, E. F. Keane, B. Monard, E. K. Mahony, S. Bogdanov, S. Corbel, P. G. Edwards, A. M. Archibald, G. H. Janssen, B. W. Stappers, and S. Tendulkar, Mon. Not. R. Astron. Soc. 441, 1825 (2014), arXiv: 1402.0765.

    Article  ADS  Google Scholar 

  123. M. Klis, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 38, 717 (2000).

    Article  ADS  Google Scholar 

  124. M. C. Miller, F. K. Lamb, and D. Psaltis, Astrophys. J. 508, 791 (1998).

    Article  ADS  Google Scholar 

  125. W. Yu, and M. van der Klis, Astrophys. J. 567, L67 (2002).

    Article  ADS  Google Scholar 

  126. P. Bult, and M. Klis, Astrophys. J. 806, 90 (2015), arXiv: 1505.00596.

    Article  ADS  Google Scholar 

  127. D. Barret, J. F. Olive, and M. C. Miller, Mon. Not. R. Astron. Soc. 370, 1140 (2006).

    Article  ADS  Google Scholar 

  128. W. Yu, M. van der Klis, and P. G. Jonker, Astrophys. J. 559, L29 (2001).

    Article  ADS  Google Scholar 

  129. D. Barret, J. F. Olive, and M. C. Miller, Mon. Not. R. Astron. Soc. 361, 855 (2005).

    Article  ADS  Google Scholar 

  130. A. Sanna, M. Méndez, T. Belloni, and D. Altamirano, Mon. Not. R. Astron. Soc. 424, 2936 (2012), arXiv: 1206.0182.

    Article  ADS  Google Scholar 

  131. W. Yu, in Astrophysics of Compact Objects: AIP Conference Series Vol. 968, edited by Y. F. Yuan, X. D. Li, and D. Lai (AIP, Huangshan, 2008), p. 215.

  132. M. G. B. de Avellar, M. Méndez, A. Sanna, and J. E. Horvath, Mon. Not. R. Astron. Soc. 433, 3453 (2013), arXiv: 1302.6464.

    Article  ADS  Google Scholar 

  133. H. C. Lee, R. Misra, and R. E. Taam, Astrophys. J. 549, L229 (2001).

    Article  ADS  Google Scholar 

  134. G. Zhang, M. Méndez, A. Sanna, E. M. Ribeiro, and J. D. Gelfand, Mon. Not. R. Astron. Soc. 465, 5003 (2017), arXiv: 1611.09097.

    Article  ADS  Google Scholar 

  135. E. M. Ribeiro, M. Méndez, G. Zhang, and A. Sanna, Mon. Not. R. Astron. Soc. 471, 1208 (2017), arXiv: 1707.03200.

    Article  ADS  Google Scholar 

  136. A. C. Fabian, K. Iwasawa, C. S. Reynolds, and A. J. Young, Publ. Astron. Soc. Pac. 112, 1145 (2000).

    Article  ADS  Google Scholar 

  137. C. Reynolds, Phys. Rep. 377, 389 (2003).

    Article  ADS  Google Scholar 

  138. J. M. Miller, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 45, 441 (2007), arXiv: 0705.0540.

    Article  ADS  Google Scholar 

  139. S. Bhattacharyya, and T. E. Strohmayer, Astrophys. J. 664, L103 (2007), arXiv: 0708.3648.

    Article  ADS  Google Scholar 

  140. E. M. Cackett, J. M. Miller, S. Bhattacharyya, J. E. Grindlay, J. Homan, M. van der Klis, M. C. Miller, T. E. Strohmayer, and R. Wijnands, Astrophys. J. 674, 415 (2008), arXiv: 0708.3615.

    Article  ADS  Google Scholar 

  141. D. Pandel, P. Kaaret, and S. Corbel, Astrophys. J. 688, 1288 (2008), arXiv: 0808.2214.

    Article  ADS  Google Scholar 

  142. A. D’Aí, R. Iaria, T. D. Salvo, G. Matt, and N. R. Robba, Astrophys. J. 693, L1 (2009), arXiv: 0812.1974.

    Article  ADS  Google Scholar 

  143. E. M. Cackett, J. M. Miller, D. R. Ballantyne, D. Barret, S. Bhattacharyya, M. Boutelier, M. C. Miller, T. E. Strohmayer, and R. Wijnands, Astrophys. J. 720, 205 (2010), arXiv: 0908.1098.

    Article  ADS  Google Scholar 

  144. J. M. Miller, M. L. Parker, F. Fuerst, M. Bachetti, D. Barret, B. W. Grefenstette, S. Tendulkar, F. A. Harrison, S. E. Boggs, D. Chakrabarty, F. E. Christensen, W. W. Craig, A. C. Fabian, C. J. Hailey, L. Natalucci, F. Paerels, V. Rana, D. K. Stern, J. A. Tomsick, and W. W. Zhang, Astrophys. J. 779, L2 (2013a), arXiv: 1310.5776.

    Article  ADS  Google Scholar 

  145. C. Y. Chiang, E. M. Cackett, J. M. Miller, D. Barret, A. C. Fabian, A. D’aí, M. L. Parker, S. Bhattacharyya, L. Burderi, T. D. Salvo, E. Egron, J. Homan, R. Iaria, D. Lin, and M. C. Miller, Astrophys. J. 821, 105 (2016), arXiv: 1509.02969.

    Article  ADS  Google Scholar 

  146. S. Bhattacharyya, Mon. Not. R. Astron. Soc. 415, 3247 (2011), arXiv: 1109.2068.

    Article  ADS  Google Scholar 

  147. S. Bhattacharyya, J. Astrophys. Astron. 38, 38 (2017), arXiv: 1709.07069.

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Acknowledgments

ALW and TER acknowledge support from ERC Starting (Grant No. 639217 CSINEUTRONSTAR). AP acknowledges support from a Netherlands Organization for Scientific Research (NWO) Vidi Fellowship. YC is suported by the European Union Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Sklodowska-Curie Global Fellowship (Grant No. 703916). SKG, KH and AS are supported in part by the DFG through Grant SFB 1245 and the ERC (Grant No. 307986 STRONGINT). The Chinese team acknowledges the support of the Chinese Academy of Sciences through the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (Grant No. XDA15020100)

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Anna L. Watts.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Watts, A.L., Yu, W., Poutanen, J. et al. Dense matter with eXTP. Sci. China Phys. Mech. Astron. 62, 29503 (2019). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9188-4

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11433-017-9188-4

Keywords

Navigation