富含核燃烧灰烬的中子星大气模型

包含中子星（NS）的低质量X射线双星会表现出热核（I型）X射线暴，其能量来源于NS“海洋”深处氦和/或氢通过不稳定核燃烧转化为更重元素的过程。在某些情况下，燃烧灰烬可能通过对流从燃烧深度上升至NS光球层，导致光谱中出现金属吸收边，进而迫使出射的X射线暴光谱向低能方向偏移。这些效应可能对色修正因子$f_c$和稀释因子$w$产生显著影响，这两个参数是常用于描述NS出射光谱的稀释黑体模型$F_E \approx w B_E(f_c T_{eff})$中的关键参数。本文旨在量化金属富集对这些因子的改变程度。我们开发了一套新的中子星大气建模程序，与之前程序相比，该程序包含了几项为纳入金属所必需的重要改进。现在，所有原子物种的不透明度和内部配分函数（用于电离分数计算）均被考虑在内。此外，该程序已实现并行化以应对增加的计算负荷。我们计算了一个详细的、具有不同奇异化学成分的大气模型网格，这些成分模拟了燃烧灰烬的存在。从出射的模型光谱中，我们计算了色修正因子$f_c$和稀释因子$w$，这些因子随后可与观测结果进行比较。我们发现金属可使$f_c$改变高达约40%，这足以解释黑体半径测量中所见的离散性。所提出的模型为更精确地测定中子星质量和半径开辟了可能性，并可作为探究X射线暴核燃烧机制的工具。