冷白矮星中复杂氢化学平衡与Gaia低质量问题

大型Gaia数据集显示，对于有效温度$T_{\rm eff}<6000\,\rm K$的冷白矮星，模型与观测之间存在显著 misfit，导致这些恒星质量严重低估。我们旨在理解潜在的建模问题。已应用于分析Gaia DR3白矮星样本的前沿大气模型，以及量子力学计算以量化不同氢化合物在这些恒星大气中形成与稳定性。我们在人工抑制$\rm H_3^+$化合物形成后将模型与观测一致，该过程在$T_{\rm eff}<6000\,\rm K$时显著改变化学平衡，导致自由电子和$\rm H^-$过度丰富，强化$\rm H^-$束缚-自由吸收。将$\rm H_3^+$化合物从化学平衡考虑中移除后，氢原子电离成为自由电子的主要来源， resulting in the resulting models reproducing well the Gaia white dwarfs cooling branch。由于$\rm H_3^+$必须在所讨论的条件下形成，可能是其分区函数、结果丰度或$\rm H_3^-$或另一种负离子化合物的形成抑制了$\rm H^-$作为$\rm H_3^+$的反电荷。在冷、氢大气白矮星中，必须重新考虑$\rm H_3^+$化合物丰度及未被计入的电荷化合物的存在。