中子星冷却中涉及单态质子超流的直接 Urca 过程

在相对论平均场近似下，详细描述了与中子星冷却相关的重子直接 Urca 过程 A: $n\rightarrow p+e+\bar{\nu}_{e}$、B: $\Lambda\rightarrow p+e+\bar{\nu}_{e}$、C: $\Xi^{-}\rightarrow\Lambda+e+\bar{\nu}_{e}$。利用中微子能量损失的相对论表达式，计算了反应 B 和 C 对中微子光度的贡献。我们的结果表明，对于 GM1 模型，在 1.603-2.067$M_{\odot}$ 质量范围内（对于 TM1 模型为 1.515-1.840$M_{\odot}$），反应 A、B、C 的总中微子光度大于 npe$\mu$ 物质中子星的相应值。尽管超子直接 Urca 过程 B 和 C 降低了反应 A 的中微子发射率，但这表明反应 B 和 C 在上述区域内仍能使总中微子光度增强。此外，当我们在中子星冷却中仅考虑 $^{1}S_{0}$ 质子超流时，我们发现尽管反应 A 和 B 的中微子发射率因 $^{1}S_{0}$ 质子超流的出现而受到抑制，但反应 A、B、C 的总贡献仍能加速大质量中子星的冷却。这些结果可用于从中子星冷却的角度协助证明 PSR J1614-2230 和 J0348+0432 中超子的出现。