超质量 O-Ne 白矮星中 $^{56}$Fe 的蒸馏

当白矮星冻结时，其内部等离子体混合物经历分离过程，可造成恒星组成剖面的剧烈改变。中子富集元素（如 $^{22}$Ne 或 $^{56}$Fe）的丰度决定了首批晶体比周围流体更密还是更疏，从而决定其沉降或上浮。这些过程已在 C-O-Ne 与 C-O-Fe 混合物中得到研究，发现白矮星中可能发生蒸馏与沉淀过程。本工作中，我们计算了更复杂的 O-Ne-Fe 混合物的相图，并对分离后白矮星的内部结构作出预言。存在两种可能结局，由 Ne 丰度、$^{22}$Ne 比例与 $^{56}$Fe 丰度之间复杂的相互作用决定：要么 Fe 蒸馏形成内核（因首批 O-Ne 固体具浮力），要么形成 O-Ne 内核且 Fe 在液体中累积直至 Fe 蒸馏开始并形成 Fe 壳层。在 Fe 壳层情形下，可能出现 Rayleigh-Taylor 不稳定性并翻转内核。无论哪种情形，Fe 蒸馏仅能产生约 0.1 Gyr 的冷却延迟，因这些过程发生于白矮星高光度早期。Fe 内核与壳层或可经星震学探测，并能在超新星中提升 $^{55}$Mn 与 $^{58}$Ni 等中子富集元素的产额。