The Radius of PSR J0740+6620 from NICER and XMM-Newton Data - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Astrophys.J.Lett. Année : 2021

The Radius of PSR J0740+6620 from NICER and XMM-Newton Data

M.C. Miller
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F.K. Lamb
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A.J. Dittmann
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S. Bogdanov
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Z. Arzoumanian
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K.C. Gendreau
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W.C. G. Ho
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J.M. Lattimer
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M. Loewenstein
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S.M. Morsink
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P.S. Ray
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M.T. Wolff
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C.L. Baker
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T. Cazeau
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S. Manthripragada
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C.B. Markwardt
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T. Okajima
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S. Pollard
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H.T. Cromartie
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E. Fonseca
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M. Kerr
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A. Parthasarathy
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T.T. Pennucci
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S. Ransom
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I. Stairs
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Résumé

PSR J0740+6620 has a gravitational mass of 2.08 ± 0.07 M ⊙, which is the highest reliably determined mass of any neutron star. As a result, a measurement of its radius will provide unique insight into the properties of neutron star core matter at high densities. Here we report a radius measurement based on fits of rotating hot spot patterns to Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) and X-ray Multi-Mirror (XMM-Newton) X-ray observations. We find that the equatorial circumferential radius of PSR J0740+6620 is km (68%). We apply our measurement, combined with the previous NICER mass and radius measurement of PSR J0030+0451, the masses of two other ∼2 M ⊙ pulsars, and the tidal deformability constraints from two gravitational wave events, to three different frameworks for equation-of-state modeling, and find consistent results at ∼1.5–5 times nuclear saturation density. For a given framework, when all measurements are included, the radius of a 1.4 M ⊙ neutron star is known to ±4% (68% credibility) and the radius of a 2.08 M ⊙ neutron star is known to ±5%. The full radius range that spans the ±1σ credible intervals of all the radius estimates in the three frameworks is 12.45 ± 0.65 km for a 1.4 M ⊙ neutron star and 12.35 ± 0.75 km for a 2.08 M ⊙ neutron star.

Dates et versions

hal-03244156 , version 1 (01-06-2021)

Identifiants

Citer

M.C. Miller, F.K. Lamb, A.J. Dittmann, S. Bogdanov, Z. Arzoumanian, et al.. The Radius of PSR J0740+6620 from NICER and XMM-Newton Data. Astrophys.J.Lett., 2021, 918 (2), pp.L28. ⟨10.3847/2041-8213/ac089b⟩. ⟨hal-03244156⟩
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