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天体物理源环境中超重核的生存:针对原体磁星外流的应用

高能天体物理现象 2026-03-09 v1 高能物理 - 唯象学 核理论

摘要

快速旋转的原体磁星(protomagnetar)的外流一直被认为是生成铁以上核团的吸引性场所,但这些核团在穿越形成环境后是否能够抵御光裂解仍是一个悬而未决的问题。本文提供了适用于铁以上重核的光裂解交叉截面新的解析拟合公式。我们确认TALYS模拟结果与巨型偶极共振理论一致,并将所得新公式应用于探讨超重核是否会被来自恒星外壳的热光子和非热光子在离开星体之前被光裂解。我们探讨了两种外流模型:球对称风模型和喷流外流模型。对于被加速至这些外流基准速度的核团,其生存性取决于模型和发动机属性。对于球对称风,核团在核心坍缩后约可存存100s\sim100\,{\rm s},但随着风的洛伦兹因子增加,光裂解光学深度急剧上升,核团可能无法生存。对于来自被恒星外壳包围的原体磁星产生的喷流,只有在中心发动机具有低脱能能的情况下(即磁场较弱且旋转周期较长),核团才能在喷流突破时间前生存。在更为广阔的外壳的原体磁星中,喷流突破时间更长,在高脱能能的情况下,非热光子会轻易地将核团光裂解。这些结果还对原体磁星源生成功率为超高能宇宙射线核团的能力也具有启示。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.06381,
  title  = {Survival of ultraheavy nuclei in astrophysical sources: applications to protomagnetar outflows},
  author = {Nick Ekanger and Mukul Bhattacharya and Kohta Murase and Shunsaku Horiuchi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.06381},
  year   = {2026}
}

备注

13 pages, 5 figures, 1 table, will submit to PRD