束缚双质子与增强核反应速率对恒星演化的影响

氘是宇宙中原子质量数 $A=2$ 的唯一束缚同位素。受其他宇宙中强作用力可能更强的可能性启发，本文考虑束缚双质子与双中子对恒星的影响。我们发现，额外稳定 $A=2$ 核的存在对宇宙的影响相对温和。先前工作表明大爆炸核合成（BBN）产生更多氘，但不会导致灾难性的重元素产生。本文重审 BBN 考量，并确认对于典型宇宙学参数，宇宙留有充足的氢与其他轻核供应。利用 $MESA$ 数值包，我们对具有稳定双质子、核截面增强大因子 $X$ 的宇宙进行恒星演化计算。本工作聚焦 $X=10^{15}-10^{18}$，但探索了更宽范围 $X$ = $10^{-3}-10^{18}$。给定恒星质量下，稳定双质子的存在导致恒星稍亮，其半径与光球温度大致可与红巨星相比。中心温度从氢燃烧的特征值 $T_c\approx1.5\times10^7$ K 降至氘燃烧的特征值 $T_c\approx10^6$ K。给定质量下恒星寿命更短，但凭借扩展的可能质量范围，最小恒星可存活数万亿年，远长于当前宇宙年龄。最后，增强的截面使得质量 $M_\ast=1-10M_J$ 的小型部分简并天体能够产生显著稳态光度，从而作为恒星运作。