高吸积率下的稳态中子星包层

在本工作中，我们模拟了高吸积率下的稳态中子星包层，并描述了我们用于此类研究的新代码。作为第一步，我们特别强调导致重元素合成的 rp-过程，并详细研究了这种合成如何依赖于质量吸积率和吸积物质的化学成分。我们表明，在非常低的吸积率 $\dot{M} \sim 0.01 \dot{M}_{\text{Edd}}$ 下，主要合成低质量（$A\leq$ 24）元素，以及少量低于 $^{40}$Ca 瓶颈的较重元素。然而，一旦 $\dot{M}$ 超过 ${\buildrel \sim \over >} 0.1 \dot{M}_{\text{Edd}}$，该瓶颈即被突破，铁峰区（$A\sim$ 56）的原子核被大量产生。在更高的质量吸积率下，逐渐产生更重的原子核，在 $\dot{M}_{\text{Edd}}$ 时达到 $A \sim 70$，在 $5 \dot{M}_{\text{Edd}}$ 时达到 $A \sim 90$。我们发现，当 rp-过程高效时，其产生的核合成与吸积的 CNO 元素丰度无关，因为一旦 $3\alpha$ 反应运行，这些元素就会被直接且大量地生成。我们还探讨了在 H 和 He 相对丰度变化下 rp-过程的效率。同时，我们特别关注能量产生率的密度分布，尤其是在氢耗尽点之外的高密度区域。我们的结果对于研究缺乏 X 射线暴的中子星系统具有重要意义，但也与描述两次爆发之间主要低于 $10^6$ g cm\mmm 低密度区域的其他系统相关。