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迈向精确宇宙年代学:白矮星的新C/O相图

太阳与恒星天体物理 2020-08-12 v1 等离子体物理

摘要

白矮星的连续冷却会被影响其冷却速率的事件所打断。其中最重要的可能是其核心的结晶——一旦C/O内部冷却至临界温度以下便会发生这一相变。该转变释放潜热以及固化过程中C和O离子重分布引起的引力能,从而减缓白矮星的演化。核心结晶的无歧义观测特征——冷却序列上天体的堆积——近来已有报道。然而,现有演化模型难以定量重现该特征,令其在用于测量恒星星族年龄时的准确性受到质疑。结晶过程中能量释放的时机与数量取决于C/O相图的确切形式。利用先进的Gibbs-Duhem积分法以及针对固相与液相的最先进蒙特卡洛模拟,我们获得了该相图的一个非常精确的版本,从而可对相变进行精确建模。尽管有此改进,当前演化模型仍低估了结晶堆积的幅度。我们得出结论:潜热释放与O沉降本身不足以解释观测,其他未被计入的物理机制(可能是22^{22}Ne相分离)起着重要作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.13669,
  title  = {Toward Precision Cosmochronology: A New C/O Phase Diagram for White Dwarfs},
  author = {Simon Blouin and Jérôme Daligault and Didier Saumon and Antoine Bédard and Pierre Brassard},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.13669},
  year   = {2020}
}

备注

4 pages, 2 figures. Accepted for publication in A&A Letters