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中子星壳层和白矮星核的液相外延

太阳与恒星天体物理 2024-01-01 v1 高能天体物理现象 地球物理 等离子体物理

摘要

考虑了完全电离的中子星壳层或白矮星核的近平衡自底向上结晶。我们认为该过程类似于地球实验室中的液相外延(即保持先前层序)晶体生长或从熔体中提拉晶体,其中新结晶离子的横向位置由已固化层锚定,其垂直位置由电荷中性决定。因此,当结晶前沿远离恒星中心移动时,生长晶体的层间距逐渐增大,追踪nen_\mathrm{e}的减小;或者当结晶前沿穿过不同成分层之间的边界时,层间距减小,追踪Z\langle Z \rangle的减小。这导致形成拉伸的库仑晶体,与基于能量论证但不考虑生长动力学的标准立方晶体形成假设相反。过度拉伸的晶体断裂,限制了生长微晶的垂直尺寸。我们研究了拉伸物质的断裂剪切应变和有效剪切模量,并讨论了宏观微晶形成的可能性。后者具有有趣的天体物理意义,例如出现弱壳层,其强度可能在后期事件中因断裂和再冻结而增加几个数量级。我们还分析了具有不同离子组成的相邻库仑晶体之间的相互作用,并估计了此类界面的强度。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.17544,
  title  = {Liquid-phase epitaxy of neutron star crusts and white dwarf cores},
  author = {D. A. Baiko},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.17544},
  year   = {2024}
}

备注

11 pages, 4 figures, 1 table. Resubmitted to MNRAS after minor revision