白矮星-中子星物质转变及轻元素的影响

白矮星和中子星是稠密核物质物理的独特实验室。我们开发了一个统一的相对论平均场框架，该框架同等对待这两类致密星及其之间的转变：白矮星物质的原子核作为具有完整电磁相互作用的Wigner-Seitz胞元自洽求解，而相同的拉格朗日量则产生中子星内部的均匀核物质。在这种统一描述中，我们计算了以$^4$He、$^{12}$C和$^{16}$O为种子的轻元素白矮星，沿着每条固定$A$序列的中子化路径，并通过精确的麦克斯韦结将其连接到中子星分支，由此推导出相应的质量-半径关系。氦和碳种子白矮星序列的最大质量分别达到${\sim}1.4\,M_\odot$和${\sim}1.0\,M_\odot$。在中子星分支上，保留的轻元素包层仅在百分位水平上改变预测的半径——在$1.4\,M_\odot$处约为0.2~km，在当前观测不确定度范围内。该统一框架提供了从白矮星到中子星密度的自洽零温状态方程，为研究白矮星-中子星双星并合、前身星演化、分赫兹引力波源及相关多信使现象提供了一个自然的起点。