微观层次物质的性质与天体的行为联系密切，天文观测可给物理研究提供新数据，中子星可为冷密核物质实验室。超密物质亚原子结构及其方程，已成为高能核天体物理的研究前沿课题。

本研究方向开展的是核物理与致密天体物理的交叉研究，一方面基于核物理实验和理论，解释并模拟高能天体物理现象；另一方面基于天文数据，研究核物理参数。

○ 中子星物质状态方程及中子星结构性质研究

计算中子星环境下核物质状态方程，探讨低温致密环境中核物质相变、核超流、色超导物理。模拟包含超子物质（）、夸克物质（u，d，s）及玻色凝聚（核子超流超导，夸克物质色超导）中子星甚至纯夸克物质星（奇异星）结构。利用观测数据限制中子星内物质成分。

○ 中微子辐射与热演化研究

中子星中中微子辐射理论和观测数据研究，计算相关过程的中微子辐射率，探讨中子星中微子辐射观测，模拟中子星冷却行为，分析X-射线观测数据，探测中子星表面温度。

○ 基于超核物质物理的高能天文现象研究

基于致密物质动力学，模拟致密星的演化和相关高能天体爆发过程。比较演化行为与观测样本，寻找奇特超密物质（如冷密夸克物质）信号和引力波信号。

○ 虚拟天文台及天文数据技术研制

天文数据的信息化研究，探索天文海量数据的共享、传输和挖掘。应用天文数据特别是致密X-射线源观测，开发诸如空间通信、飞行器导航等天文数据技术。