中子星壳层中的非平衡层与天体物理中的非平衡β过程

本文考虑了高密度下中子星包层化学组成的形成。在热物质于坍缩过程中被压缩（导致核心坍缩超新星爆发）时，会经历自由中微子逃逸下的核平衡阶段、β过程中的动力学平衡，并由此建立具有固定核数的有限核平衡。冷物质在固定核数下被压缩，其原子量起初不变，随后减小。最终开始发生已有核聚变的密致核反应并使其数量减少。冷物质的压缩伴随着自由中子质量分数的增加。在这种情况下，包层的化学组成明显偏离平衡组成，并含有可观的核能储存。在超过非平衡层密度上限的密度下，会发生非平衡β反应，导致加热、核能释放，并可能达到完全热力学平衡状态。本文考虑了非平衡β过程的热力学，该过程在中微子自由逃逸时导致物质加热。