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中子星结构与基底加热对 I 型 X 射线暴的影响及代码比较

高能天体物理现象 2023-06-28 v1

摘要

I 型 X 射线暴是由中子星(NS)吸积层上热核燃烧触发的快速增亮现象。光变曲线代表了中子星的物理性质以及富质子核上的核反应。吸积中子星的数值处理与中子星内部的物理尚不确定,这给观测 X 射线光变曲线的建模带来了不确定性。在本研究中,我们研究理论 X 射线暴模型,并将暴光变曲线与 GS~1826-24 观测进行比较。我们利用 MESA 代码着重考察中子星质量、中子星半径以及基底加热对中子星表面的影响。我们发现中子星质量与光变曲线参数间存在单调关联:质量越高,重复时间越长,峰值光度越大。而半径越大,重复时间越长,峰值光度几乎不变。在基底加热增强的情形下,重复时间与峰值光度均减小。我们还使用基于广义相对论并考虑中心中子星的另一数值代码 HERES 检验了上述结果。我们发现,通过调整 MESA 中的基底加热参数,两种 X 射线暴代码的暴率、暴能量与暴强度几乎相同(相对误差 5%),而持续时间与上升时间在两者间差异显著(相对误差可能达\lesssim5\%),而持续时间与上升时间在两者间差异显著(相对误差可能达 \sim50\%)。峰值光度与 e 折时间在两种代码间针对不同吸积率呈现参差不齐。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.07197,
  title  = {The Impacts of Neutron-Star Structure and Base Heating on Type I X-Ray Bursts and Code Comparison},
  author = {Guoqing Zhen and Guoliang Lv and Helei Liu and Akira Dohi and Nobuya Nishimura and Chunhua Zhu and Liyu Song and Weiyang Wang and Renxin Xu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.07197},
  year   = {2023}
}

备注

14 pages, 10 figures, accepted for publication in ApJ