中子星热核燃烧时原子光谱特征

Cottam、Paerels 和 Mendez 对低质量 X 射线二元星 EXO 0748-676 中中子星 (NS) 测得的引力红移依赖于将一种吸收线识别为氢化 Fe 的 H$\alpha$ 线。我们展示，在热核燃烧期间只要 $\dot M>4\times 10^{-13}M_\odot {\rm yr^{-1}}$，Fe 就存在于光谱层以上。在此极限下，总 Fe 列为 $N_{\rm Fe}\approx 3\times 10^{19}{\rm cm^{-2}}$，其数值取决于原料的核物理过程，即质子碰撞破碎。Fe 的破坏产生许多 $Z<26$ 的重元素，这些元素可能在半径扩张事件或热核燃烧尾部期间在 NS 光谱中留下光子-离子化边缘。检测这些特征以及 Fe 的特征共存可确认红移测量。我们也开始讨论辐合传递问题，发现若在更热的连续光谱层上方存在一个浓缩的 Fe 层，其温度为 $kT=1.2-1.4 {\rm keV}$，列为 $N_{\rm Fe}= 7-20 \times 10^{20} {\rm cm}^{-2}$（取决于线的深度），即可产生观察到的 H$\alpha$ 线。此估计必须结合非 LTE 效应和共振线传输的考量进行细化。除此之外，我们还表明，由于高热核燃烧通量的辐射台座作用，氢化 Fe 可能仍然存在于光谱层中。