多组分等离子体方法下的原中子星内壳层
高能天体物理现象
2023-09-29 v1 核理论
摘要
原中子星（PNS）诞生时温度很高，超过数倍 K。在此条件下，PNS 壳层预期由包含多种不同核种的库仑液体构成。我们在自洽多组分等离子体（MCP）方法下对 beta 平衡 PNS 液相壳层进行研究，从而得以自洽地计算杂质参数——该参数在冷却模拟中常被视为自由参数。我们发展了有限温度下的自洽 MCP 方法，采用可压缩液滴模型描述离子，其表面参数经调整以重现实验质量。通过考虑介质内效应的平动自由能项，纳入了离子质心运动的处理。自洽 MCP 计算结果与微扰处理及单组分等离子体处理的结果进行了系统比较。我们表明，由离子质心运动产生的非线性混合项的引入，导致单组分与 MCP 方法之间的系综等价性破缺。我们的发现说明轻核的丰度变得重要，并在较高密度与温度下最终主导分布。这反映于杂质参数中，进而可能对中子星冷却产生潜在影响。为实际应用，我们还提供了 PNS 内壳层杂质参数的拟合公式。我们在自洽 MCP 方法下获得的结果，相较于单组分或微扰 MCP 近似，在 PNS 成分预测上显示出重要差异，尤其在壳层较深处。这凸显了为可靠预测 PNS 壳层成分，进行完整自洽 MCP 计算的重要性。
引用
@article{arxiv.2309.01527,
title = {The proto-neutron star inner crust in a multi-component plasma approach},
author = {H. Dinh Thi and A. F. Fantina and F. Gulminelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.01527},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 15 figures, accepted for publication in Astronomy and Astrophysics