Dense matter with eXTP

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, access via your institution.

References

  1. 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. 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. 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. 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. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  6. 6

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  7. 7

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  8. 8

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  9. 9

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  10. 10

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

    Google Scholar 

  11. 11

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  12. 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. 13

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  14. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  15. 15

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  16. 16

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

    MathSciNet  ADS  Article  Google Scholar 

  17. 17

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  18. 18

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  19. 19

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  20. 20

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  21. 21

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  22. 22

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  23. 23

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  24. 24

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  25. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  26. 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. 27

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  28. 28

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  29. 29

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  30. 30

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  31. 31

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  32. 32

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  33. 33

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  34. 34

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  35. 35

    M. C. Miller, arXiv: 1312.0029.

  36. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  37. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  38. 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. 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. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  41. 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. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  43. 43

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  44. 44

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  45. 45

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  46. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  47. 47

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  48. 48

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  49. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  50. 50

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  51. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  52. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  53. 53

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  54. 54

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  55. 55

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  56. 56

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  57. 57

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  58. 58

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  59. 59

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  60. 60

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  61. 61

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  62. 62

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  63. 63

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  64. 64

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  65. 65

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  66. 66

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  67. 67

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  68. 68

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  69. 69

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

  70. 70

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

    MathSciNet  ADS  Article  Google Scholar 

  71. 71

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

    Article  Google Scholar 

  72. 72

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  73. 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. 74

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  75. 75

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  76. 76

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  77. 77

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  78. 78

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  79. 79

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

    ADS  Google Scholar 

  80. 80

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  81. 81

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  82. 82

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

  83. 83

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  84. 84

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  85. 85

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  86. 86

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  87. 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. 88

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  89. 89

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  90. 90

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

  91. 91

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  92. 92

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

    Article  Google Scholar 

  93. 93

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  94. 94

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  95. 95

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  96. 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. 97

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  98. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  99. 99

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  100. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  101. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  102. 102

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  103. 103

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  104. 104

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  105. 105

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

    ADS  Google Scholar 

  106. 106

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  107. 107

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  108. 108

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  109. 109

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  110. 110

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  111. 111

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  112. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  113. 113

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  114. 114

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  115. 115

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  116. 116

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  117. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  118. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  119. 119

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

    ADS  Google Scholar 

  120. 120

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  121. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  122. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  123. 123

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  124. 124

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  125. 125

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  126. 126

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  127. 127

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  128. 128

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  129. 129

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  130. 130

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  131. 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. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  133. 133

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  134. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  135. 135

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  136. 136

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  137. 137

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  138. 138

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  139. 139

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  140. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  141. 141

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  142. 142

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  143. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  144. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  145. 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.

    ADS  Article  Google Scholar 

  146. 146

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

    ADS  Article  Google Scholar 

  147. 147

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

    ADS  Article  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

Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Anna L. Watts.

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

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

Keywords

  • neutron
  • X-rays
  • dense matter
  • equation of state