中子星中超出化学平衡的电子与缪子动力学

中子星核心中约有$10^{56}$个电子，以及几乎相同数量的缪子，缪子衰变因泡利阻塞而被禁止。然而，随着恒星宏观性质（如质量、旋转速度或磁场）随时间演化，由弱相互作用决定的平衡轻子丰度也会发生变化。可能发生这种情况的场景包括自旋减速、吸积、磁场衰减和潮汐形变。我们讨论了恒星在这些方式之一被扰动后重新建立轻子化学平衡的机制。在大多数情况下，主导过程是非平衡Urca反应，我们首次计算了其速率。然而，如果平衡缪子丰度减少，而平衡电子丰度增加（或减少幅度小于平衡缪子丰度），则缪子的向外扩散也起着关键作用。这对于年龄超过约10,000年且核心已冷却至$\lesssim 20$ keV的恒星尤其如此。缪子在泡利阻塞被解除的区域衰变，我们认为这些衰变会产生$\mathcal{O}$(10 MeV)中微子通量。然而，在可预见的未来，这一通量实际上仍将无法探测。