中子星上氦的扩散核燃烧

底层能够捕获质子的物质对氢的扩散核燃烧可以在中子星早期冷却历史中轻易消耗其表面的氢。在没有后续吸积的情况下，氢将从光球层耗尽。受Ho和Heinke最近在仙后座A超新星遗迹中子星上观测到碳大气的启发，我们现在将扩散核燃烧扩展到氦。我们计算了底层α捕获物质上氦的平衡结构，考虑了热、质量亏损和库仑修正对具有相同零阶μ_e = A/Z的物质分层的影响。我们表明，在包层高度简并的部分，库仑修正主导了热和质量亏损修正。我们还表明，大部分氦位于包层深处而非表面附近。因此，即使光球层氦丰度较低，总氦柱密度也可能远大于光球层柱密度，这可能对中子星的快速表面演化（约1年时间尺度）产生影响。当考虑核反应时，我们发现对于基温≳ 1.6 × 10^8 K，氦很容易被碳捕获。由于这些高温存在于中子星演化的早期阶段，我们预期原始氦会像原始氢的情况一样从中子星表面完全耗尽。我们还发现，磁场≲ 10^12 G不会影响我们的结论。基于本工作及先前研究的结果，我们预期原始氢和氦已被耗尽，因此在这些中子星表面观测到的任何氢或氦必定源于后续吸积（无论是否伴随散裂）。如果能够阻止这种后续吸积，底层的中间Z元素物质将会暴露出来。