Deep Crustal Heating in a Multicomponent Accreted Neutron Star Crust
建立了一个准统计平衡模型，模拟了吸积中子星壳的多组分组成。rp过程核合成的灰烬是由一系列的电子俘获、中子发射和致密核融合的吸积驱动的，密度达到中子星壳核过渡区附近。一个液滴模型，其中包括核壳效应被用来提供核质量远离稳定。反应途径确定一致的核质量模型。核对称能是内地壳中奇异核质量的一个重要不确定性，改变对称能会使地壳深部加热量改变两倍之多。
2012-05-16 astro-ph.HE nucl-th
Accreting neutron stars: heating of the upper layers of the inner crust
本文对吸积中子星内壳层三个区域的放热进行热力学一致计算，基于三种热核灰烬模型并以界面压力参数化，给出每吸积重子净能量释放的新下限。
2022-02-15 astro-ph.HE
UV and X-ray observations of the neutron star LMXB EXO 0748-676 in its quiescent state
低质量X射线双星（LMXB）在低光度下，特别是在<E34 erg/s时的吸积行为还不是很清楚。这是一个重要的制度，以获得一个完整的了解吸积过程中的LMXB的研究，并确定是否系统的主机中子星与吸积加热地壳可以用来探测致密物质的物理（这需要他们的静态热辐射不受残余吸积污染）。在这里，我们检查紫外线（UV）和X射线数据时获得的EXO 0748-676，地壳冷却源，在静止。我们的哈勃太空望远镜光谱观测没有检测到远紫外连续辐射，但确实揭示了一条强发射线，Civ。这条线相对较宽（>3500 km/s），这可能表明它是由脉冲星风等外流造成的。通过研究XMM-牛顿获得的几个时期的X射线和近紫外数据，我们没有发现明确的迹象表明，在这两个波段的发射是相连的。此外，Lx/Luv >100的光度比远高于在静止时表现出低水平吸积的中子星LMXB的观测值。综上所述，这表明EXO 0748-676的紫外线和X射线发射可能有不同的起源，并且来自中子星地壳冷却的热发射，而不是正在进行的低水平吸积，可能主导了观测到的LMXB的静态X射线通量演化。
2021-03-10 astro-ph.HE
Quiescent thermal emission from neutron stars in LMXBs
我们监测了低质量X射线双星中中子星在X射线强烈活动（爆发）活跃期后的静态热辐射。中子星壳的热弛豫的理论模型可以用来建立对壳的成分和输运性质的约束，这取决于所假设的天体物理情景。我们数值模拟了中子星地壳的热演化，并将其与五个源的推断表面温度进行了比较：MXB 1659-29，KS 1731-260，EXO 0748-676，XTE J1701-462和IGR J17480-2446。我们发现，MXB 1659-29，KS 1731-260和EXO 0748-676的演化可以很好地描述在地壳深部冷却的情况下。相反，我们发现，其他两个来源只能用地壳冷却以外的模型来解释。对于XTE J1701-462的特殊发射，我们提出了替代方案，如剩余吸积在静止期间，在外壳中的额外热源，和/或由于埋藏的磁场热隔离的内地壳。我们还解释了最近报道的IGR J17480-2446的温度与来自浅源的外地壳中的额外热沉积。
2015-02-19 astro-ph.HE nucl-th
Crust composition and the Shallow Heat Source in KS 1731-260
本研究通过真实壳层成分与核反应网络计算的热源模型分析吸积中子星KS 1731-260的冷却，发现浅热源所需强度较此前降低3倍以上（5σ差异），还推断内壳存在不纯核意面层并约束了其表面燃烧模式。
2025-10-03 astro-ph.HE
Layers of electron captures in the crust of accreting neutron stars
本文研究吸积中子星外核中电子俘获反应的时变动力学，发现母核与孙核共存的电子俘获层可在阈值以下更深位置持续存在并释放更多热量，总释热由天体物理和微观参数共同决定。
2024-08-21 astro-ph.HE nucl-th
Probing nuclear bubble structure via neutron star asteroseismology
我们考虑的扭转振荡，被困在一层球孔（泡）原子核结构，预计将发生在最深的区域内的内壳的中子星。由于这一层介于板状核相和均匀核物质的外核之间，气泡相的扭转振荡可以与通常的地壳扭转振荡分开激发。通过对均匀核物质状态方程各种模型的本征模分析，我们发现这种振荡的基频几乎与对称核物质的不可压缩性无关，而强烈地依赖于核对称能$L$的斜率参数.虽然频率也对夹带效应敏感，即，在气泡外核子的哪一部分对振荡有贡献，通过固定这一部分，我们可以成功地将计算出的特定质量和半径的恒星内气泡相扭转振荡的基频拟合为$L$的函数。通过比较由此产生的拟合公式的准周期振荡（QPOs）的频率从软伽马中继器观察到的，我们发现，每个观察到的低频QPOs可以被确定为一个扭转振荡的气泡相或作为一个通常的地壳振荡，给出普遍接受的值$L$的所有恒星模型在这里考虑。
2016-09-07 astro-ph.HE nucl-th
Deep crustal heating for realistic compositions of thermonuclear ashes
与外生核反应有关的地壳深部加热被认为是描述吸积中子星热演化的重要参数。在本文中，我们提出了第一个理论上一致的计算地壳加热的实际成分的热核灰烬。与以往的研究传统的方法的基础上，我们占中子流体静力学/扩散（nHD）的平衡条件所施加的超流性中子在一个主要部分的内地壳和快速扩散的其余部分的内地壳。我们应用一个简化的反应网络模型的核演化的各种多组分热核燃烧灰烬（超爆，KEPLER，和极端rp过程的灰烬）在外壳和计算的深部地壳加热能量释放Q，参数化的压力在外部-内部地壳界面，P_{oi}。使用一般的热力学参数，我们设定了Q的下限，Q>0.13-0.2 MeV/重子（实际值取决于灰的组成和所采用的质量模型）。
2021-08-20 astro-ph.HE nucl-th
Crucial role of neutron diffusion in the crust of accreting neutron stars
观测到的静止状态下瞬间吸积的中子星的温度通常被认为是由地壳深部加热支持的，与地壳中的非平衡放热反应有关。传统上，这些反应是通过考虑核演化受压缩的吸积物质的研究。在这里，我们表明，这种方法有一个基本的弱点，即在某些地区的地壳内的保守力，适用于物质成分（核和中子），是不是在机械平衡。原则上，力平衡可以通过耗散力来恢复，然而所需的扩散通量与爱丁顿吸积时的重子总通量在同一量级。我们认为，在现实的增生地壳模型中，应该考虑中子在内壳的再分布。
2020-03-31 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
On the potential of probing the neutron star composition in accreting X-ray binaries
本文通过统计评估深地壳加热情景及各类不确定性，表明低质量 X 射线双星观测数据有望区分中子星的强子物质、直接 Urca 和夸克物质等核心成分。
2024-06-11 astro-ph.HE nucl-th
PSR J0952-0607: Probing the Stiffest Equations of State and r-Mode Suppression Mechanisms
通过分析质量最大、自转最快的中子星PSR J0952-0607，结合贝叶斯框架优化对中子星状态方程的约束，探究其r-模不稳定性稳健性，发现自转效应显著影响状态方程推导，且地壳模型对不稳定性窗口有关键作用。
2025-02-13 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Partially accreted crusts of neutron stars
低质量双星系统中的中子星容易吸积。在研究中子星壳的性质时，通常的假设是完全增生壳近似。然而，一些X射线瞬态源的观测表明，原始地壳并没有完全被增生物质所取代，而是部分由压缩的原始地壳组成。一个两部分（或混合）地壳由原来的地壳被压缩，并在其上的吸积物质碰撞重建作为吸积阶段的功能。完全增生结壳和混合结壳在成分和能源方面的差异影响了冷却和迁移特性。采用了一个简单的可压缩液滴半经验公式。我们比较了原始地壳和混合地壳的增生物质部分中由挤压引发的核反应。讨论了与自旋中子星有关的另一种地壳压缩天体物理现象。最初被催化的外层地壳的压缩引发了放热反应（电子捕获和致密核聚变），这些反应在地壳中沉积了热量。热源编目为压缩的函数，直到达到完全增生地壳近似。中子滴注发生的压力是深度的非单调函数，导致暂时的中子滴注异常。部分增生壳的另一个潜在能量来源是某些压缩层之间出现密度反转现象。当中子星的原始壳层没有被吸积物质完全取代时，原始壳层就不能被忽略。与原始地壳压缩相关的热量与作用于混合地壳增生部分的热源的热量处于同一数量级。
2022-03-25 astro-ph.HE nucl-th
Thermal evolution of neutron stars with global and local neutrality
全球中性中子星，从所谓的爱因斯坦-麦克斯韦-爱因斯坦-费米方程的解决方案，占所有的基本相互作用，最近已经推出。这些配置有一个更普遍的字符比传统的托尔曼-奥本海默-Schwarzoff，其中施加的条件，当地的电荷中性。由此产生的配置有一个质量较轻和较薄的地壳，导致一个新的质量半径关系。中子星的这种新结构在热演化上的特征可能是对这一理论的潜在检验。根据这一理论，通过数值积分广义相对论中的能量平衡和输运方程，计算了具有不同质量和尺寸壳层的全球中性中子星在不同核壳过渡界面下的冷却曲线.我们比较和对比我们的研究与当地的电荷中性的已知结果。我们发现了一个新的行为的弛豫时间，取决于密度在基地的地壳，$ρ_{\rm crust}$。特别是，我们发现，传统的弛豫时间与地壳厚度的增加只适用于配置的地壳的基础的密度大于$\approx 5\times 10^{13}$ g cm $^{-3}$。这是因为中子星的壳层非常薄或没有内部壳层，因此一些中微子发射过程被阻挡，从而使壳层更长时间地保持高温。因此，对中子星热弛豫相的精确观测可能会提供核壳转变的关键信息，这可能有助于我们探测这些天体的内部组成/结构。
2014-11-19 astro-ph.HE nucl-th
XMM-Newton observations of the low-mass X-ray binary EXO 0748-676 in quiescence
中子星低质量X射线双星EXO 0748-676在2008年8月开始从爆发到平静的转变，经过24年的持续吸积。几个X射线观测站已经广泛地监测到该源恢复平静的过程。在这里，我们报告了从2008年11月开始的四次XMM-牛顿观测，时间超过19个月。X射线谱显示出一个软热分量，我们用中子星大气模型进行了拟合。只有在第一次观测中，我们才发现一个明显的第二分量，约占总通量的7%，这可能表明残留吸积。热辐射通量和中子星壳的温度在第一次和第四次观测之间分别稳定地下降了40%和10%。在2010年6月的最后一次观测中，我们获得了5.6 x 10 $^{33}$（d/7.1 kpc）$^2$ erg s $^{-1}$的热辐射光度和109 eV的中子星地壳温度。冷却曲线与相对较热的中等质量中子星一致，通过标准机制冷却。从光谱拟合中子星大气模型，我们推断的质量和半径的中子星的限制。我们发现，为了实现不同方法之间的NS质量的自一致性，距离的值被约束为<~6 kpc。对于这个距离值，导出的质量和半径轮廓与一些核子和超子的EOS是一致的。
2011-02-13 astro-ph.HE
Thermal evolution of neo-neutron stars. II. Temperature-dependent crusts
National Institute for Physics and Nuclear Engineering (IFIN-HH)（罗马尼亚国家物理与核工程研究所）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文学研究所）
本文基于新中子星热演化代码neo-NSCool，研究温度依赖壳层对新中子星冷却的影响，证实热滴中子会减缓早期冷却，含奇异轻物种的壳层物态方程可显著延缓光子冷却时代的冷却。
2026-10-14 astro-ph.HE
On a re-examination of neutron star cooling in transient sources -- No shallow heating required?
Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学天体物理研究所）；Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna（拉古纳大学天体物理学系）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利天体物理研究所）；Center for Nuclear Astrophysics across Messengers (CeNAM)（跨信使核天体物理学中心）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文学研究所）
通过引入考虑热核加热泄漏的新边界条件，使用nscool代码模拟了八个爆发事件的中子星冷却，发现其中七个无需额外的浅层加热即可解释观测到的有效温度。
2026-06-01 astro-ph.HE
Long-term temperature evolution of neutron stars undergoing episodic accretion outbursts
瞬态中子星（NS）LMXB经历吸积的插曲，与静止期交替。在吸积爆发期间，由于地壳中发生的吸积引起的放热过程，NS变热。除了长期以来已知的核起源的地壳深部加热之外，一种可能的非核热源，被称为“浅层加热”，存在于较低的密度。大部分由吸积引起的热量会在数年的时间尺度内缓慢地扩散到核心。在许多爆发周期中，当核心温度足够高，加热和冷却（光子和中微子发射）过程达到平衡时，就会达到平衡状态。我们研究了恒星的特性和爆发性质如何影响瞬态吸积NS的长期温度演化。首次考虑了地壳性质的影响，特别是浅层加热的影响。使用我们的代码NSCool，我们跟踪了一个NS经历爆发超过一段时间的$10^5$年的热演化。爆发序列是基于从Aql X-1观测到的规则爆发。对于每个模型，我们计算了达到平衡的时间尺度，并将这些时间尺度与平衡态的温度和光度参数一起呈现。我们发现，浅层加热显着有助于平衡态。增加其强度会提高平衡核心温度。我们发现，如果深部地壳加热被浅层加热所取代，核心仍然会加热，达到仅低2%的平衡核心温度。因此，深部地壳加热对地核的加热可能并不重要。此外，浅层加热可以增加静态光度值高于以前的预期。
2019-08-28 astro-ph.HE
Probing the Equation of State of Nuclear Matter via Neutron Star Asteroseismology
我们广义相对论计算的基本扭转振荡的中子星壳的频率，在那里，我们专注于从宏观核模型中获得的结晶性质的方式依赖于状态方程的核物质。我们发现计算的频率对对称能的密度依赖性很敏感，但几乎与对称核物质的不可压缩性无关。通过识别的最低频率的准周期振荡的巨型耀斑观测软伽玛射线中继器的基本扭转模式，并允许依赖于恒星模型的计算频率，我们提供了一个下限的密度导数的对称能量为$L\simeq 50$兆电子伏。
2012-02-28 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Possible Existence of Extremely Neutron-Rich Superheavy Nuclei in Neutron Star Crusts Under a Superstrong Magnetic Field
我们调查地壳成分的磁场强度范围很广，高达$B\simeq 4\times10^{18}$ G，采用最新的实验核质量补充各种质量模型。磁场的基本效应有两个：1）由于电子垂直于磁场运动的Landau-Rabi量子化，电子分数的增加与质子分数的增加通过电中性条件联系在一起，即在给定的压强下，中子丰度被抑制。因此，2）原子核可以在更高的压力下存在而不会滴出中子。通过探索理论模型预测的所有可能核的最佳外地壳成分，我们发现$B\gtrsim 10^{17}$ G出现了中子幻数为50、82、126和184的丰中子重核，以及不同质子数的丰中子重核。此外，我们表明，超重核质子数$Z\ge104$，包括未知元素，如$Z=119, 120, 122$，和/或$124$，取决于质量模型，可能会出现在地壳底部层的平衡组成$B\gtrsim 10^{18}$ G，这是非常丰富的中子（$N\approx 260$ - $287$，即，$N/Z\approx 2.2$ - $2.4$）。我们指出，这些极端丰中子超重核位于下一个中子幻数$N=258$后$N=184$，强调在这种真正的异国情调，极端条件下的核结构计算的重要性。我们展示了超强磁场如何实质性地改变中子星的地壳性质，这可能会产生可检测的后果。
2023-02-15 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Electron transport through nuclear pasta in magnetized neutron stars
我们提出了一个简单的电子输运模型，在一个可能的层外来核团簇（在所谓的核面食层）之间的地壳和液体核心的强磁化中子星。电子输运具有很强的各向异性和旋向性。这种各向异性是由于在奇异有序核团簇畴内沿局域对称轴和跨局域对称轴的电子有效碰撞频率不同以及磁场的复杂作用而产生的。我们还计算平均动力学系数的情况下，局部区域是自由取向的。可能的应用所获得的结果和开放的问题进行了概述。
2015-08-08 astro-ph.HE nucl-th
Magnetars: super(ficially) hot and super(fluid) cool
我们研究在何种程度上推断的磁星表面温度在静止可以限制在中子星的核心和磁场衰变的作用的超流体的存在。通过对中子星冷却过程进行详细的模拟，我们发现，极强的加热场衰变的核心不能产生高的表面温度，也不能延迟中子超流性的发生。我们验证了Kaminker等人的结果，即，高磁星表面温度需要在中子星壳中加热，并且壳加热与核中的冷却/加热分离。因此，由于地壳加热掩盖了核心加热，因此不可能纯粹从高表面温度得出磁星核心处于非超流状态的结论。从我们的内部温度演化和质子超导性的核心后，我们发现，中子超流性的核心发生在中子星形成后不到几百年。在磁场< 10^16 G时，由于核心磁场衰减，该起始时间不受加热的影响。因此，所有已知的中子星，包括磁星在内，如果没有一个包含奇异粒子的核心，应该有一个由超流中子和超导质子组成的核心。
2012-08-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Rotating neutron stars with exotic cores: masses, radii, stability
回顾了在各种稠密物质理论中得到的一组具有奇异核的刚性旋转中子星的理论质量-半径关系。使用两个基本的观测约束：最大测量旋转频率（716 Hz）和最大测量质量（$2\;M_\odot$）。介绍了中子星半径测量的现状。回顾了广义相对论中的恒星刚性旋转理论，指出了慢转近似的局限性。用几种模型描述了具有超子和夸克核的旋转中子星的质量-半径关系。还提到了壳核匹配不唯一的问题。总结了质量脱落不稳定性和轴对称扰动不稳定性对刚体转动的限制。详细讨论了不稳定性和背弯现象的问题。本文综述了中子星核在一级相变（纯相和混合相）情况下的亚稳性和不稳定性。讨论了旋转中子星的两个不相交族（支）的情况，并考虑了中子星族和由不稳定性触发的核震的一般特征。
2016-03-29 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Three-dimensional orbital-free density functional theory description of nuclear pasta in the inner crust of neutron stars
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；RIKEN Nishina Center（理化学研究所西村中心）
基于三维无轨道密度泛函理论，提出自洽扩展托马斯-费米方法，高效描述中子星内壳中核 pasta 的各种构型，无需几何形状经验假设。
2026-09-21 astro-ph.HE cond-mat.quant-gas nucl-th
Probing habitable regions with SRG/eROSITA
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）；NASA / Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）
研究恒星高能辐射对系外行星大气的影响，利用SRG/eROSITA数据，发现大部分恒星XUV活跃度高于太阳，揭示宜居区辐射对行星大气演化的重要性。
2026-02-05 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
