Spectrum of shear modes in the neutron-star crust: Estimating the nuclear-physics uncertainties
本文利用手征有效场论（EFT）的相互作用建立了中子星内壳模型，计算了中子星内壳的物态方程、剪切性质和地壳剪切模谱。我系统地研究与核物理输入，地壳成分，中子夹带，并估计其对地壳剪切性质和剪切模式谱的影响的不确定性。我发现不确定性主要来自两个来源：中子物质状态方程和中子夹带。我比较了地壳剪切模式的频谱观测频率的准周期振荡的余辉的巨大$γ$射线爆发，发现所有这些频率可以描述的不确定性，这是，但是，目前太大推断中子星属性从观测。
2017-01-18 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Neutron star properties and the equation of state for its core
对于核壳用同一核模型描述的中子星物质，目前还没有统一的状态方程。然而，使用非统一的状态方程并在地壳和地核之间进行简化的匹配，已被证明会在半径确定中引入不确定性，其可能大于下一代X射线卫星的预期精度。我们的目标是消除中子星半径和质量对地壳详细模型和壳核匹配过程的依赖性。本文通过求解中子星壳流体静力平衡近似方程，得到了一个精确的半径公式，它只依赖于核质量和半径，以及核壳界面和壳表面的重子化学势。对于一个完全增生的地壳，我们还需要每一个增生核子的深部地壳总加热值。对于典型的中子星质量，近似方法可以确定中子星半径，误差约为0.1%（约10 m，相当于地壳厚度的1%误差）。这种形式适用于具有催化壳或完全吸积壳的中子星。两个模型之间中子星半径的差异与由于深部地壳加热而释放的总能量成正比。对于描述中子星核心的致密物质的给定模型，中子星的半径可以独立于地壳模型而精确地确定，其精度比下一代X射线卫星预期的约5%要好得多。这样就可以避免使用地壳和地核的非统一状态方程时可能出现的半径不确定性问题。
2016-11-04 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Efficacy of crustal superfluid neutrons in pulsar glitch models
为了评估纯粹的地壳驱动的毛刺模型，以配合观测到的毛刺活动船帆座脉冲星的能力，我们进行了系统的分析的依赖性的分数转动惯量的内壳中子的核对称能量的刚度在饱和密度$L$。我们考虑到地壳卷吸和这样一个事实，即只有一小部分$Y_{\rm g}$的核心中子可能耦合到地壳上的毛刺上升的时间尺度。我们使用了一套一致生成的地壳和核心的组成和状态方程，这是适合低密度纯中子物质的计算结果。当夹带包括在最近的微观计算所建议的水平和核心是完全耦合到地壳，该模型只能占船帆座毛刺活动的1.4 $M_{\odot}$明星，如果状态方程是特别僵硬的$L>100$兆电子伏。然而，壳核转换密度和压力的不确定性约为10%，这使得船帆座毛刺活动在$L\approx30-60$ MeV范围内可以勉强解释，这与一系列实验结果一致。或者，只需要涉及少量的核心中子。如果小于50%的堆芯中子在故障期间耦合到地壳，我们也可以单独使用地壳中子来解释船帆座故障活动，因为EOS与$L$的推断范围一致。我们还探讨了船帆座是一个高质量的中子星的可能性，以及地壳夹带相对于其目前的预测值减少或增加。
2015-06-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Equation of state and composition of the inner crust of an accreting neutron star: multicomponent model
要正确解释瞬时吸积中子星的X射线观测结果，需要对这些天体的核物理过程进行建模。我们考虑一系列的核反应，这些核反应驱动着一颗吸积中的中子星的地壳成分，并使中子星升温。我们构造了多组分方法，用简化的分步方式描述核反应动力学。通过中子的发射和俘获，核子在原子核之间的重新分配被证明会显著影响核反应链和内地壳的组成。特别是，即使外壳具有单组分成分，内壳中自由中子的出现也会导致反应链的分支和多组分成分的形成。我们采用可压缩液滴核模型，其中包括自由中子对核能的影响。它使我们能够计算密度达到ρ~ 2 \times 10^{13} g cm^{-3}的物质的组成、加热剖面和物态方程。
2020-01-27 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Outer-crust equations of state for neutron stars
University of Zagreb（萨格勒布大学）；Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）
研究中子星外层外壳方程状态对核质量预测的敏感性，评估不同核质量模型对外壳组成和热力学性质的影响，揭示其对低质量中子星配置的后果。
2026-08-27 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Constraints on the symmetry energy from observational probes of the neutron star crust
许多观测到的与单个中子星系统或中子星群体相关的现象都可以在模型中找到解释，其中中子星壳起着重要的作用。我们回顾了最近的工作，检查这种模型的对称性能量$L$的斜率的敏感性，和约束提取$L$面对他们的意见。我们重点关注六组观察结果和提出的解释：（i）仙后座A中中子星的冷却速率，面对冷却模型，其中包括内地壳核团区的增强冷却，（ii）年轻X射线星观测周期的上限，面对由核团层的高电阻率引起的地壳中磁场衰减的模型，（iii）船帆座脉冲星的故障，面对的范例是，它们是由于地壳中子超流体与地壳晶格在一段时间后突然重新耦合而产生的，在这段时间内，它们由于涡旋钉扎而解耦，（iv）软伽马射线中继器的巨型耀斑的X射线光变曲线尾部的准周期振荡频率，对抗地壳扭转振荡的模型，（v）由于来自双星伴星的吸积，毫秒级恒星可以旋转的频率上限，对抗r型不稳定性在阈值频率以上产生的模型，该阈值频率部分地由壳核边界处的粘性耗散时标确定，以及（vi）观测到短伽马射线暴前几秒钟的前兆电磁耀斑，面对一个地壳破碎模型，该模型是由一颗伴中子星在合并前的潮汐引力场共振激发地壳振荡模式造成的。
2015-06-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Magnetised neutron star crust within effective relativistic mean-field model
尽管中子星壳的结晶性质在描述各种迷人的天体物理观测中起着关键作用，但在巨大的磁场存在下，它的微观结构还没有完全理解。本文在有效相对论平均场框架下研究了磁场强度为$\sim 10^{17}$ G的中子星的地壳性质。我们使用最新的原子质量评估，通过最小化吉布斯自由能来计算地壳的平衡组成。磁场显著地影响状态方程（EoS）和外壳的性质，例如中子滴密度、压力和熔化温度。对于地壳内部，我们首次采用可压缩液滴模型来研究磁环境下的地壳性质。内地壳性质，如质量和电荷数分布，同位旋不对称性，集团密度等，显示出对磁场强度敏感的典型量子振荡（De Haas-van Alphen效应）。密度相关的对称能影响磁内壳一样，无场的情况下。我们研究了可能的修改面食结构，并观察到它们的质量和厚度的变化由$\sim 10-15 \%$取决于磁场强度。研究了软伽玛中继站中磁化地壳准周期振荡（QPO）的基本扭转振荡模式频率。在这项工作中考虑的磁场强度只影响EoS的外部和浅区域的内地壳，这不会导致显着的变化，在全球中子星的属性。然而，随着磁场强度的增加，外地壳质量和转动惯量显著增加。
2023-02-22 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Observational constraints on neutron star crust-core coupling during glitches
我们表明，观测到的船帆座脉冲星的故障可以用来调查的强度，在一个中子星的壳-核耦合，并建议，从故障的恢复是由扭矩所施加的超流组件的核心，从地壳解耦期间的故障。假设再耦合是介导的超流中子和核心的带电组件之间的相互摩擦，我们使用观测到的幅度和时间尺度的最短时标组件的恢复从最近的两个故障在船帆座脉冲星推断的核心部分耦合到地壳在故障期间，因此旋转了故障事件。在故障的双流体动力学模型的框架内，我们分析是否地壳中子单独足以驱动船帆座脉冲星中观察到的故障活动。我们使用两套中子星状态方程（EOSs），这两套状态方程一致地跨越地壳和核，并覆盖在饱和密度$30 < L <120$ MeV的对称能的斜率范围。一组产生最大质量$\approx$ 2.0 $M_{\odot}$，第二组产生最大质量$\approx$ 2.6 $M_{\odot}$。我们还包括了地壳中子夹带的超流晶格的影响。我们发现，对于中硬的地球观测系统，观测结果意味着核心转动惯量的$>70\%$在故障期间耦合到地壳，尽管对于较软的地球观测系统，$L\approx 30$ MeV可以耦合到$5\%$。没有一个状态方程能够单独用地壳中子来重现观测到的毛刺活动，但是将超流涡旋被强烈钉扎到核中的区域扩展到比地壳-核过渡密度高出0.016 fm $^{-3}$的密度，可以恢复与观测到的毛刺活动的一致性。
2015-06-04 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
The Study of Magnetically Deformed Atoms in the Outer Crust of Neutron Stars in Presence of Strong Quantizing Magnetic Field
本文采用柱坐标系下的相对论性Wigner-Seitz模型，研究了强磁化中子星（磁星）外壳区磁形变原子被形变Wigner-Seitz胞所替代后的各种性质。
2009-11-09 astro-ph.HE astro-ph.SR cond-mat.stat-mech
Pairing properties and specific heat of the inner crust of a neutron star
我们研究了有限温度下中子星内壳Wigner-Seitz胞的配对性质。特别是，我们分析的配对相关的持久性和重新进入的现象，以及它们对比热的影响，在低密度区的内地壳。
2014-12-29 astro-ph.SR nucl-th
Vortex pinning and dynamics in the neutron star crust
Anderson和Itoh在1975年指出，超流涡旋与中子星外壳之间相互作用的本质是涡旋蠕动的核心，也是故障的原因，这一直是天体物理学中一个长期存在的问题。使用一种定性的新方法，我们遵循的动力学作为超流漩涡移动响应的存在下的“核”（核缺陷的地壳）。产生的运动垂直于力，类似于推动旋转的陀螺的运动。我们表明，原子核排斥在中子星地壳的涡旋，并作为一个函数的涡旋核分离的力的特征。
2016-12-01 astro-ph.HE astro-ph.SR cond-mat.supr-con
Neutron degeneracy and plasma physics effects on radiative neutron captures in neutron star crust
本文研究了中子星壳内辐射中子俘获反应（$n,γ$）的天体物理反应速率。高密度简并中子的存在（主要在地壳内部）会极大地影响反应速率。假设中子的麦克斯韦-玻尔兹曼分布的标准速率可以将速率低估几个数量级。考虑中子简并度，推导了各种条件下反应速率的简单解析表达式。我们还讨论了等离子体对中子辐射俘获反应中出射辐射跃迁通道的影响，并表明这些影响也可以使反应速率增加几个数量级。此外，利用细致平衡，我们分析了中子简并度和等离子体物理对反向（$γ,n$）光致衰变的影响。我们讨论了反应速率对温度和中子化学势的依赖关系，并概述了这些反应在中子星地壳中的效率。
2012-07-25 astro-ph.SR nucl-th
Crust effects and the cooling relaxation time in highly magnetized neutron stars
我们研究了强磁场对中子星地壳结构和几何形状的影响。我们发现地壳的几何形状被恒星内部的磁场所改变。我们利用已知的状态方程描述中子星的地壳，建立了稳定的轴对称磁化恒星模型，即Skyrme模型（Sky）描述内地壳，Baym，Pethick，and Sutherland（BPS）状态方程描述外地壳.我们表明，磁场具有双重作用，有助于地壳变形通过电磁相互作用（在这种情况下表现为洛伦兹力），并通过有助于曲率由于存储在它。我们还研究了由于磁场的地壳变形的直接后果：热弛豫时间。这个量，这是非常重要的热演化的中子星是敏感的地壳性质，因此，我们表明，它可能会受到强烈的影响的磁场。
2016-12-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Continued cooling of the crust in the neutron star low-mass X-ray binary KS 1731-260
一些中子星的低质量X射线双星有很长的爆发（持续数年），可以在中子星的地壳中产生大量的热量。当系统恢复平静后，地壳就会发生热松弛。这为研究中子星壳的热性质提供了一个难得的机会，限制了壳的热导率，从而限制了壳的结构和组成。KS 1731-260是仅有的四个观测到地壳冷却的系统之一。在这里，我们提出了一个新的钱德拉观察这个源大约8年后，最后一次爆发结束，4年后，最后一次观察。我们发现，源已继续冷却，冷却曲线显示一个简单的幂律衰减。这表明地壳还没有完全热松弛，并可能继续进一步冷却。简单的幂律衰变与地壳的理论冷却模型相反，后者预测地壳现在应该已经冷却到与中子星核心相同的温度。
2010-09-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutrino-pair bremsstrahlung in a neutron star crust
基于Kaminker等人（Astron. Astrophys. 343（1999）1009）我们导出了任意实际组成的中子星壳中由于原子核对电子的散射而产生的中微子对韧致辐射发射率的解析近似。通过引入电子-核散射的有效势，用广义库仑对数表示发射率。此外，我们还研究了地壳中中微子韧致辐射受强磁场影响的条件。这些结果可用于模拟中子星中的许多现象，如年轻孤立中子星的热弛豫和吸积中子星与过热壳的软X射线瞬态。
2014-10-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Thermalisation time and specific heat of neutron stars crust
本文讨论了中子星壳的热化过程，该过程通过求解具有重子物质比热的微观输入的热输运方程来描述。热方程求解的初始条件特定的快速冷却的核心。为了计算内地壳重子物质的比热，核团簇和非束缚中子，我们使用准粒子谱提供的Hartree-Fock-Bogoliubov方法在有限的温度。在这个框架中，我们分析了地壳热化对配对属性和集群结构的内部地壳物质的依赖。结果表明，配对的相关性减少了地壳热化时间的一个非常大的分数。计算还表明，核团对中子星表面温度的时间演化有不可忽略的影响。
2009-10-28 astro-ph.SR nucl-th
Excited nuclei in neutron star crusts
本文研究了在中子星壳层晶体结构中发生的铁族核连续电子俘获反应链。结果表明，由于这种反应，激发态的子核在中子星壳的某些层中积累。提出了晶体结构中激发核之间相互作用的声子模型，以及发射中子和更高能量光子的高激发核态的形成。
2012-12-23 astro-ph.SR nucl-th
Neutron Star Crust and Molecular Dynamics Simulation
在本书的这一章中，我们回顾了实验室中、白矮星内部和中子星地壳中的等离子体晶体。我们描述了一个分子动力学的形式主义，并显示了许多中子星地壳性质，包括冻结时的相分离，扩散，断裂应变，剪切粘度和核面食的动力学响应的结果。最后，我们总结并讨论未来的开放问题和挑战。
2011-09-23 astro-ph.SR nucl-th
Magnetically-driven crustquakes in neutron stars
地壳地震事件可能与中子星正常减速过程中的快速自旋“故障”和高能磁星耀斑有关。我们认为，磁场衰减在中子星的地壳中建立了应力，因为弹性剪切力抵抗了洛伦兹力重新排列全球磁场平衡的愿望。我们推导出一个标准的地壳破裂引起的磁场配置的变化，并使用此调查应变模式在中子星的地壳中的各种不同的磁场模型。我们普遍发现，当磁场具有强的环向分量时，地壳最容易破裂，在这种情况下，地壳地震的震中在赤道附近。我们计算了地壳地震中释放的能量作为断裂深度的函数，发现它与场强无关。然而，结壳破裂与破裂应变为$0.001$时的特征局部场强$2.4\times 10^{14}$ G或破裂应变为$0.1$时的特征局部场强$2.4\times 10^{15}$ G有关。我们发现，即使是最明亮的磁星巨型耀斑也可能是由地壳能量释放单独提供动力的。
2015-03-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Periodic Box FHNC calculations of neutron star crustal matter. (I)
中子星地壳物质的性质与许多旨在解释观测到的天体物理现象的模型有关，迄今为止一直使用平均场方法进行研究。为了检验用这种方法得到的结果，明智的下一步是利用一个真实的核势。本文扩展了费米超网链方法，使之包括了相关性的自旋-同位旋依赖性，从而使非对称地壳物质的研究成为可能。给出了对称能、低密度中子星状态方程和单粒子中子、质子能量的计算结果。
2011-06-15 astro-ph.SR nucl-th
Towards a metallurgy of neutron star crusts
在中子星外壳的标准图像中，物质是简单的：一个体心立方（bcc）晶格的原子核浸没在基本均匀的电子气体中。我们表明，在密度以上的中子滴（$\sim4\times10^11$）g cm $^{-3}$或大约千分之一的核物质密度，间隙中子引起的吸引力的原子核之间的相互作用，使晶格不稳定。我们认为，可能的平衡结构是类似的位移铁电材料，如钛酸钡$_3$。因此，内地壳物质的性质预计将比以前认识到的要丰富得多，我们提到了可观察到的中子星性质的后果。
2013-09-07 astro-ph.SR nucl-th
Multi-Physics Bayesian Analysis of Neutron Star Crust Using Relativistic Mean-Field Model
INFN, Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）
本文基于相对平均场模型，通过贝叶斯分析研究中子星地壳性质，探讨地壳-核心过渡密度与压力的影响因素，并评估匹配地壳-核心构造对中子星性质预测的影响。
2026-01-12 astro-ph.SR nucl-th
Strong neutrino cooling by cycles of electron capture and $β^-$ decay in neutron star crusts
吸积中的中子星外壳（包括其最外层的一公里）的温度是由高密度核反应加热、中微子冷却和来自内部的热传输决定的。被加热的地壳被认为会影响较浅深度的可观测现象，例如吸积包层中的热核爆发。在这里，我们报告说，电子捕获和它的逆周期，$β^-$衰变，涉及富中子核在一个典型的深度约150米，冷却外中子星地壳发射中微子，同时也热去耦的表层从更深的地壳。这种Urca机制已经在白矮星和Ia型超新星的背景下进行了研究，但迄今为止还没有考虑过中子星，因为以前的模型使用零温度近似计算地壳反应，并假设在任何给定的深度只有一个单一的核物种。这种热退耦意味着X射线爆发和其他地表现象在很大程度上与地壳深部加热的强度无关。因此，观测到的高能热核超级爆发的重现时间出乎意料地短，大约为几年，并不是热地壳的指示，而是指向中子星表面附近未知的局部加热机制。
2013-12-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Axisymmetric magneto-plastic evolution of neutron-star crusts
中子星壳中的磁场演化是由霍尔效应和欧姆耗散驱动的，只要壳足够强以吸收磁场施加的麦克斯韦应力，从而使动量方程变得多余。然而，对于最强的中子星场，应力会累积到地壳破裂的程度，在这一点上，标准的演化方程不再有效。在这里，我们研究的演变磁场的地壳和超越地壳故障，从那里开始的地壳塑性流动。我们执行全球轴对称的演变，探索不同类型的故障影响有限区域的地壳。我们发现，即使在低塑性粘度的情况下，塑性流动也不会简单地抑制霍尔效应，而是导致非平凡的演变-在某些情况下甚至反应过度并增强霍尔效应的影响。它的影响在环向场中更为突出，而在极向场上的差异则不那么显著。我们认为，磁星爆发的性质和它们的自旋下降演化将受到塑性流动的影响，因此，对这些现象的观测可能有助于限制地壳破裂的方式。
2021-07-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
From the crust to the core of Neutron Stars on a microscopic basis
在微观方法中，中子星的结构通常通过基于多体理论的适当状态方程模拟内核的均匀核物质，并通过基于更唯象方法的泛函模拟地壳来研究。本文首次计算了中子星的整体结构，对核采用Brueckner-Hartree-Fock理论导出的状态方程，对壳层（包括pasta相）采用基于同一状态方程的能量密度泛函，它能精确地描述整个质量表中原子核的结合能。与其他方法的比较进行了讨论。特别强调了地壳状态方程对中子星半径的相关性。
2014-05-27 astro-ph.SR nucl-th
The Breaking Strain of Neutron Star Crust and Gravitational Waves
快速旋转的中子星上的山脉有效地辐射出引力波。这些山的最大可能大小取决于中子星地壳的破裂应变。与数百万离子分子动力学模拟的库仑固体代表地壳，我们表明，纯单晶的断裂应变是非常大的，杂质，缺陷和晶界只有适度降低断裂应变到0.1左右。由于在我们的模拟中发现的失败期间离子的集体行为，中子星地壳可能非常坚固，可以支撑足够大的山脉，因此它们的引力波辐射可以限制一些恒星的自旋周期，并且可以在大尺度干涉仪中检测到。此外，我们对中子星壳物质的微观模拟可以帮助分析磁星巨耀斑和微耀斑的相关机制。
2009-04-13 astro-ph.HE astro-ph.SR cond-mat.mtrl-sci
The neutron star inner crust and symmetry energy
本文用Thomas Fermi方法研究了冷β平衡中子星内壳团簇的胞腔结构，并与考虑壳层效应的其他方法进行了比较。考虑相对论核模型。我们的结论是，对称性能量斜率L可能有相当显着的影响，如果它是非常大或小的细胞结构。除了一个斜率L较大的模型外，所有模型都得到了棒状和片状的面食团。
2012-03-19 astro-ph.SR nucl-th
Low density symmetry energy effects in the neutron star crust properties
核对称能$E_s$在饱和点附近的密度形式导致了中子星壳核相变点的不同，从而影响了地壳的性质。我们表明，知识$E_s$接近饱和点是不够的，因为非常低的密度行为是相关的。我们还声称地壳性质受到$E_s$的极高密度行为的强烈影响，因此为了得出对称能低密度部分形式的结论，必须适当隔离高密度部分。
2010-08-19 astro-ph.SR nucl-th
Symmetry energy effects on location of the inner edge of neutron star crusts
研究了对称能对中子星壳内边缘位置的影响。为了检验非对称核物质状态方程的抛物近似在确定跃迁密度$n_t$和跃迁压力$P_t$时的准确性，采用了三种唯象模型。结果证实了这样的说法，即由于假设先验的状态方程是抛物线的误差可能会引入一个大的错误，在确定的相关属性的中子星的地壳部分的转动惯量和旋转中子星的临界频率。
2012-06-21 astro-ph.SR nucl-th
The Influence of Magnetic Field Geometry in Neutron Stars Crustal Oscillations
本文研究了中子星壳中的振荡，其中磁场既有偶极分量，也有环向分量，前者从恒星内部延伸到太空，后者局限于恒星半径内。我们的研究是基于我们已经得到的恒星流体扰动的解决方案，仅限于地壳厚度。我们的结果进行了比较，在软伽玛中继信号中观察到的频率。
2019-10-02 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Systematic analysis of symmetry energy effects in the neutron star crust properties
在与中子星有关的整个密度范围内，核对称能的函数形式仍然是未知的。这个函数的低密度和高密度行为都是不确定的。利用Bezier曲线，给出了三种不同的对称能量形状族，对应于不同的密度范围。它们对中子星地壳性质的影响也被提出。
2012-05-29 astro-ph.SR hep-ph nucl-th
Warming Nuclear Pasta with Dark Matter: Kinetic and Annihilation Heating of Neutron Star Crusts
中子星是下一代暗物质绝佳的热侦测器，在其深引力阱中加速到相对论速度的暗物质的散射和湮灭会加热中子星。然而，中子星核心的动力学是不确定的，这使得目前很难明确计算该区域的暗物质散射。另一方面，中子星外层的物理学，地壳，更有力地理解。我们发现，仅与低密度地壳散射的暗物质仍然会将中子星动力学加热到未来望远镜可探测到的红外温度。我们发现，对于自旋无关和自旋相关的散射核子，地壳只有横截面的灵敏度是$10^{-43} - 10^{-41}$ ~cm $^2$的暗物质质量为100兆电子伏$-$ 1 PeV，与最好的灵敏度所产生的暗物质散射地壳成分称为核面食（包括gagelchi，意大利面条，和千层面阶段）。对于质量从10 eV到1 MeV的暗物质，灵敏度为$10^{-39} - 10^{-34}$ ~cm $^2$，它是由地壳内中子超流体中激发集体声子模引起的。此外，对于任何$s$波或$p$波湮灭暗物质，我们表明，暗物质将有效地湮灭热化只是与中子星地壳，无论是否暗物质曾经与中子星核心散射。这意味着任何具有高达200 MeV非弹性质量分裂的电弱相互作用暗物质，包括希格斯玻色子，都能在中子星中有效湮灭。我们的结论是，中子星壳在中子星的暗物质散射和湮灭中起着关键作用。
2020-03-20 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Tidal deformations of neutron stars with elastic crusts
随着引力波探测器首次探测到中子星合并双星，证明考虑中子星的内部结构如何影响它们可以不对称变形的方式是及时的。这种变形可能会在引力波信号上留下可测量的印记，并且可以通过潮汐相互作用或山脉的形成来获得。我们详细的形式主义，描述完全相对论中子星模型与弹性地壳进行静态扰动。这种形式主义为研究中子星变形的各种机制提供了基础。我们提出的正压状态方程和弹性地壳，这使我们能够计算相关的量，如潮汐变形参数的现实模型的结果。我们发现，包含弹性地壳提供了一个非常小的修正潮汐变形。这些结果使我们能够证明在双星螺旋上升期间地壳何时何地开始破裂，我们发现大部分地壳将保持完整，直到合并。
2020-05-12 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Thermodynamic versus Dynamical Description of the Neutron-Star Crust-Core Instability: Implications for Crustal Observables
Florida State University（佛罗里达州立大学）
通过热力学和动力学方法研究中子星壳-核转变，发现动力学方法预测更低的转变密度和压力，导致更薄的壳层和更小的转动惯量壳层份额，影响脉冲星自转突变等观测。
2026-06-08 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Nuclear constraints on the inner edge of neutron star crusts
我们发现，广泛使用的抛物线近似的状态方程（EOS）的非对称核物质导致系统显着更高的核壳转换密度和压力。利用与中子星壳相同的亚饱和密度范围内重离子反应的同位旋扩散数据约束的丰中子核物质状态方程，确定了中子星液态核与固态壳分离的内缘处的密度和压力分别为0.040 fm $^{-3}$ $\leq ρ_{t}\leq 0.065$ fm $^{-3}$和0.01 MeV/fm $^{3}$ $\leq P_{t}\leq 0.26$ MeV/fm $^{3}$.船帆座脉冲星上的这些约束的影响进行了讨论。
2009-09-30 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
A Theoretical Study of the Equation of States for Crustal Matter of Strongly Magnetized Neutron Stars
本文研究了磁星地壳区（包括地壳外区和地壳内区）致密亚核物质的某些性质。在强量子化磁场存在的情况下，对地壳外层物质采用了相对论的TF模型。地壳外层的压缩物质是金属铁的晶体，被球对称的Wigner-Seitz（WS）细胞的规则阵列所取代。在内地壳区域，铁和较重的富中子核以及电子和自由中子的混合物被考虑。核质量公式采用传统的Harrison-Wheeler（HW）和Bethe-Baym-Pethick（BBP）状态方程。在地壳的外层和内层，致密地壳物质的特性发生了许多显著的变化。
2010-05-15 astro-ph.SR
Hall Equilibria: Solutions with toroidal and poloidal magnetic fields in Neutron Star Crusts
本文给出了含有环向和极向磁场的中子星壳的霍尔平衡解。一些简单的情况下，解析求解，而更复杂的配置，发现通过高斯-赛德尔椭圆偏微分方程求解数值。
2013-05-01 astro-ph.SR
Compositional Freeze-Out of Neutron Star Crusts
我们研究了没有回退吸积的中子星的地壳性质。我们计算了三种不同情况下中子星地壳的化学演化（没有地壳热影响的改进型Urca过程、厚地壳和薄地壳的直接Urca过程），以确定核反应冻结时包层和大气的详细组成。利用一个直到锝的核反应网络，我们计算了中子星不同深度的原子核分布。当冷却时间尺度短于反应速率的倒数时，核反应淬灭。计算出的同位素中的微量轻元素可能有足够的时间在层结晶并形成中子星的大气或外壳之前漂浮到表面。中子星包层的组成决定了来自表面的总光子通量，而大气层的组成决定了出射光谱。我们的计算使用的三个冷却模型表明，没有吸积的回落的中子星的气氛是依赖于假设的冷却过程的中子星。每种冷却方法都有不同的大气成分：对于改良的Urca过程，大气成分是$^{28}$ Si，厚地壳的大气成分是$^{50}$ Cr，薄地壳的大气成分是$^{40}$ Ca。在这三种情况下，大气都是由比铁轻的元素组成的。
2009-08-21 astro-ph.SR
Persistent crust-core spin lag in neutron stars
人们普遍认为，穿过中子星的磁场提供了最终的机制（在流体粘度之上），用于在缓慢旋转的固体地壳和液体核心之间实施长期共转。我们表明，这一论点失败的轴对称磁场与封闭的磁力线的核心，常用的“扭曲环面”领域是最突出的例子。这种磁场无法使全球壳核共转，导致闭合磁力线所占据的地核区域与壳核其余部分之间形成持续的自旋滞后。我们讨论了这种自旋滞后的影响的演变的磁场，这表明，为了一个中子星解决到一个稳定的状态的壳核共转，大部分的环向场分量应存入地壳后不久，中子星的诞生。
2015-04-12 astro-ph.SR
Mechanical Properties of non-accreting Neutron Star Crusts
中子星地壳的力学性质，如断裂应变和剪切模量，对探测来自中子星的引力波以及来自软伽马射线中继站（SGR）的爆发具有重要意义。这些属性在这里计算三种不同的地壳成分的非吸积中子星，从三个不同的冷却历史的结果，以及为纯铁地壳。利用分子动力学对地壳成分进行了简单剪切模拟。断裂应变和剪切模量在四种情况下是相似的，对于初始完美BCC晶格的模拟，在密度为ρ= 10^{14} g cm^{-3}时，断裂应变约为0.1，剪切模量约为10^{30} dyne cm^{-2}。利用这些地壳性质和{PSR J2124-3358}的观测性质，发现最大变形地壳的引力波的预测应变振幅大于LIGO的观测上限。这表明，这种情况下的中子星地壳可能没有最大限度地变形，或者它可能没有完美的BCC晶格结构。还探讨了从SGRs的爆发计算的地壳属性的影响。一个完美的体心立方晶格结构的机械性能发现，地壳事件本身不能被排除触发SGR爆发的能量。
2012-08-16 astro-ph.SR
The decompression of the outer neutron star crust and r-process nucleosynthesis
快速中子俘获过程，或称r过程，是解释自然界中观察到的大约一半A>60稳定核的起源的基础。近年来，核天体物理学家发展了越来越复杂的r过程模型，通过加入新的天体物理或核物理成分，以令人满意的方式解释太阳系的组成。尽管有这些努力，r过程的天体物理学位置仍然不明。中子星外壳物质的组成进行了研究后，减压后，其可能的喷射。估算了减压前后中子星外壳的组成。两种不同的可能的初始条件被认为是，即一个理想化的地壳组成的冷催化物质和地壳最初在核统计平衡在10 GK左右的温度。我们表明，在这第二种情况下，减压前，在温度通常对应于8 GK，库仑效应，由于在地壳中的高密度导致的整体组成的外地壳中的中子丰富的核与质量分布接近太阳系的r-丰度分布。然而，这种分布与太阳分布不同，这是由于第二个峰值向较低值的系统性偏移。减压后，在热的外层地壳中每个种子核捕获的少量中子导致稳定的富中子核的最终分布，其质量分布为80 < A < 140个核，与太阳分布非常一致，前提是外层地壳最初的温度约为8 GK，并且外层地壳的所有层都被抛出。中子星物质从外壳的减压为轻物质的鲁棒r处理提供了合适的条件，即，r-核，A < 140。
2011-05-12 astro-ph.SR
Lagrangian perturbation theory for a superfluid immersed in an elastic neutron star crust
成熟中子星的内壳，富中子核的弹性晶格与中子超流体共存，对一系列天体物理现象产生影响。超流体的存在是我们理解脉冲星故障的关键，预计会影响热导率，从而影响表面温度的演变。在研究中子星动力学、讨论全球振荡和相关的不稳定性时，也必须考虑地壳和超流体之间的耦合。在本文中，我们发展拉格朗日微扰理论，注意到关键问题，如超流卷吸，潜在的涡钉扎，耗散相互摩擦和恒星的磁场。我们还讨论了核壳界面的性质。这些结果为一系列有趣的天体物理应用提供了理论基础。
2011-05-06 astro-ph.SR gr-qc
