强磁场下的冷电子简并气体：磁化白矮星的质量-半径关系

我们考虑了在强、均匀、静态磁场影响下的零温相对论性简并电子气体，忽略了任何形式的相互作用。由于电子的态密度因磁场的存在而发生改变（从而引起 Landau 量子化），相应的状态方程也随之修改。为了研究极强磁场的影响，我们仅关注最多只占据一个、两个或三个 Landau 能级的系统。这一点很重要，因为如果填充了极大数量的 Landau 能级，意味着磁场强度非常低，从而会回到 Chandrasekhar 著名的非磁性结果。最多占据的 Landau 能级数由两个参数的正确选择来确定，即磁场强度和系统的最大 Fermi 能量。我们研究了这些单能级、双能级和三能级系统的状态方程，并通过设定三个不同的最大 Fermi 能量对它们进行了比较。我们还发现了强磁场对由上述气体构成的恒星的质量-半径关系的影响。我们得到了一个令人兴奋的结果：只要具有适当的磁场强度和中心密度，就可能存在一颗电子简并静态恒星，即磁化白矮星，其质量显著大于 Chandrasekhar 极限，范围在 2.3-2.6M_Sun 之间。事实上，近期对特殊 Ia 型超新星——SN 2006gz、SN 2007if、SN 2009dc、SN 2003fg——的观测似乎表明，它们最可能的前身星是质量高达 2.4-2.8M_Sun 的超 Chandrasekhar 质量白矮星。有趣的是，我们的结果似乎落在观测极限之内。