液相中的原中子星内壳层

已知中子星外壳在随物质密度增加而升高的温度下熔化，最高约达 $10^{10}$ K。在此类高温及更高温度下，壳层离子进入集体运动，相关的熵贡献会影响物质的热力学性质和组成。我们研究了在与原中子星内壳层相关的不同热力学条件下该效应的重要性，包括在 beta 平衡和固定质子分数 regime 下。为此，我们求解了在不可压缩、无旋、无黏性流体中运动的离子的流体动力学方程，采用不同边界条件，从而得到离子有效质量的不同描述。随后我们采用单组分等离子体近似下的可压缩液滴方法，包括离子质量的重正化以考虑周围介质的影响。我们表明团簇尺寸由离子质心运动与界面性质（即库仑、表面和曲率能）之间的竞争决定。特别地，在最小化过程中包含平动自由能可显著减少团簇中核子的最优数目，并导致在稠密 beta 平衡物质中团簇的早期溶解。另一方面，我们发现当假设质子分数恒定时的场景下平动运动的影响减弱，且对内壳层状态方程几乎可忽略。我们的结果表明，平动自由度以不可忽略的方式影响 beta 平衡物质的平衡组成以及壳-核转变的密度和压力，凸显了在建模（原）中子星有限温度内壳层时包含它的重要性。