磁性中子星冷却与微观物理

我们研究了近期若干微观物理输入更新对中子星冷却理论的相对重要性，以及磁星超强磁场所带来的效应，包括其壳层中朗道量子化的效应。我们使用有限差分代码，以更新的微观物理输入模拟中子星从数小时到数百万年的热演化时间尺度。对短时间尺度（$\lesssim1$ 年）的考量得益于对热屏蔽包层的一种处理方式，该方式不含传统中子星冷却代码中固有的准稳态近似。对于强磁化中子星，我们计入了朗道量子化对热力学函数和热导率的影响。我们模拟了具有非吸积与吸积壳层的普通中子星和磁星的冷却，并将结果与观测进行比较。在强量子化磁场中辐射与不透明度以及传导不透明度的抑制，加上凝聚辐射表面的形成，显著增强了早期的光子光度，使磁星更亮但寿命更短。这些效应与强质子超流性效应（其减缓了千岁龄中子星的冷却）一起，可在不引入加热机制的情况下解释约一半磁星的热光度。其他磁星的观测热光度仍高于理论预测，这意味着存在加热，但量子化磁场与重子超流性的效应有助于减小这一差异。