Influence of the symmetry energy on nuclear pasta in neutron star crusts
本文研究了对称能对中子星核相和壳核相变的影响。本文采用相对论平均场方法和共存相方法研究了中子星内壳中存在的pasta相的性质。结果表明，核对称能在饱和密度下的斜率对壳核相变和帕斯塔相性质起着重要的作用。研究得到的壳核跃迁密度与对称能量斜率的相关性与其他方法得到的结果一致。
2014-05-15 astro-ph.HE nucl-th
Thermodynamically consistent equation of state for an accreted neutron star crust
研究了吸积中子星壳的物态方程。通常，这样的状态方程是假设（隐含地）自由（未结合）中子和核在地壳内一起运动。我们认为，这种假设违反了条件$μ_n^\infty={\rm const}$，所需的流体静力学（和扩散）平衡的未结合中子（$μ^\infty_n$是红移的中子化学势）。我们构造了一个新的状态方程尊重这个条件，工作在可压缩液滴近似。我们证明，它是接近催化EOS在大部分的内地壳，是非常不同的文献中讨论的增生地壳的EOS。特别是，内外地壳界面的压力与文献中通常计算的中子滴压并不一致，而是由恒星内部的流体静力学（和扩散）平衡条件决定的。我们还发现在完全增生的地壳底部存在一种不稳定性，这种不稳定性将原子核转变为均匀的核物质。它保证了完全增生的地壳在增生过程中结构保持自相似。
2020-04-08 astro-ph.HE nucl-th
Experimental constraints on shallow heating in accreting neutron-star crusts
在低质量X射线双星的静止期内观测到的瞬态吸积中子星的热弛豫表明在中子星壳的浅层存在未知的热源。利用现有的实验核数据，我们估计的最大可能的热量，可以沉积在一个吸积中子星的外壳中，由于电子捕获和致密核聚变反应所引发的X射线爆发灰烬的掩埋。
2020-07-03 astro-ph.HE nucl-th
Neutron conduction in the inner crust of a neutron star in the framework of the band theory of solids
即使中子星内壳中的“自由”中子是超流的，由于非耗散夹带效应，它们仍然与原子核强耦合。在固体能带理论的框架内，对内地壳所有区域的这些效应进行了系统的研究。使用固态物理学的概念，它表明，传导中子的密度，即有效地“自由”的中子，可以比未结合的中子的密度小得多（在某些层的数量级）由于布拉格散射。这些结果表明，可能有必要对各种可观测到的中子星现象的解释进行修订。
2012-03-01 astro-ph.HE nucl-th
Collective excitations in neutron-star crusts
我们研究了中子星壳层中的低能集体激发谱，特别是在中子-质子团簇浸没在超流中子海中的内部区域。不同模式的速度系统地计算从核能密度泛函理论使用Skyrme功能拟合到基本上所有的实验原子质量数据。
2013-10-15 astro-ph.HE nucl-th
Effects of the symmetry energy on properties of neutron star crusts near the neutron drip density
研究了对称能对中子星壳中子滴密度和核性质的影响。本文用相对论平均场模型和托马斯-费米近似计算了中子滴点附近的非均匀物质。中子滴密度和地壳成分与对称能及其斜率有关。我们比较了自洽的托马斯-费米近似与其他处理的表面和库仑能量，并发现这些有限尺寸效应在确定低密度下的平衡态中起着至关重要的作用。
2014-10-19 astro-ph.HE nucl-th
Pairing: from atomic nuclei to neutron-star crusts
在能量密度泛函理论的统一框架下，利用广义Skyrme泛函和由均匀核物质多体计算得到的局部配对泛函，研究了原子核和中子星壳中的核配对.
2012-04-10 astro-ph.HE nucl-th
Effects of dilute neutron matter on the neutron star crust equation of state
本文开发了一个可压缩液滴模型描述中子星壳层，通过定性调整中子气体贡献以再现稀疏中子物质的第一性原理预测，发现精确描述稀疏中子物质对壳层影响因其他成分减弱，但仍是必要成分。
2024-06-04 astro-ph.HE nucl-th
Spin-polarization of the neutron ocean in magnetar crusts
Institute of Astronomy and Astrophysics, Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学天体物理与天文学研究所）；Brussels Laboratory of the Universe (BLU-ULB)（宇宙布鲁塞尔实验室）
本研究考虑自由中子自旋极化，发现强磁场会降低磁星内外壳边界处的压力和密度，使外壳变薄、抑制超重核形成并使中子海洋极化，影响磁星现象与r-过程核合成。
2026-09-14 astro-ph.HE nucl-th
Crustal properties of a neutron star within an effective relativistic mean-field model
本文利用有效相对论平均场模型研究了中子星的地壳性质。使用最近开发的E-RMF参数集，如FSUGarnet，IOPB-I，和G3的统一状态方程（EoS）的构造。使用原子质量评估2020数据[中国物理C { \bf 45}，030002（2021）]以及可用的Hartree-Fock-Bogoliubov质量模型[Phys. Rev. C { \bf 88}，024308（2013）]确定富中子核的外壳成分。利用与液核中均匀核物质相同的E-RMF泛函，通过可压缩液滴模型计算，估算了地壳内部的结构。利用三个统一的EoS计算了中子星的质量-半径关系（$M-R$）、转动惯量（$I$）、分地壳转动惯量（$I_{crust}/I$）、质量（$M_{crust})$）和地壳厚度（$l_{crust}$）等性质。地壳性质对密度依赖的对称能和斜率参数敏感，这表明统一处理中子星EoS的重要性。三个统一的EOS，IOPB-I-U，FSUGarnet-U和G3-U，再现了不同的中子星，NICER和毛刺活动获得的观测数据，并被发现适合于进一步描述的中子星的结构。
2022-02-23 astro-ph.HE nucl-th
Nonequilibrium thermodynamics of accreted neutron-star crust
本文提出吸积中子星内壳层应在固定压力和中子化学势下最小化热力学势 $Ψ$，而非 Gibbs 自由能，以计算非平衡核反应释热并支撑观测解释。
2021-09-14 astro-ph.HE nucl-th
Impact of error analysis on the composition the outer crust of a neutron star
利用Bootstrap技术对Duflo-Zucker质量模型进行了全面的误差分析。我们说明了这样的研究的影响，预测的化学成分的外壳的非吸积中子星。我们定义了一个存在的概率为每个核素的地壳深度的函数。我们观察到，由于统计的不确定性，而不是有一个明确的过渡之间的两个连续的层，我们有两个物种的混合物。
2019-09-25 astro-ph.HE nucl-th
Prior probability distributions of neutron star crust models
为了充分利用多方面的天文和核数据集，中子星模型的概率分布，可以用来传播误差一致地从一个域到另一个域是必需的。为此，我们采取措施建立一致的模型，突出模型不一致的地方，并评估由此产生的模型不确定性。利用核对称性能量参数的两种分布--均匀分布和基于纯中子物质理论的核对称性能量参数分布，我们制备了两个中子星内壳模型系综。我们使用一个扩展的Skyrme能量密度泛函内的可压缩液滴模型（CLDM）。我们适合的表面参数的CLDM的量子三维Hartree-Fock计算地壳核。所有模型预测，超过50%的地壳质量和15%的地壳厚度包括面食，中位数分别为62%和30%左右。我们还提出了68%和95%的范围作为密度的函数的地壳成分。我们研究了壳核边界和pasta转变性质、pasta层厚度、饱和和亚饱和密度下的对称能以及208 Pb和48 Ca的中子皮之间的关系。我们量化的相关性使用最大信息系数，它可以有效地表征非线性关系。未来对中子皮的测量、来自核质量和巨共振的信息以及对PNM的理论约束将能够对意大利面和壳核边界的位置以及地壳中意大利面的数量进行约束。
2021-05-27 astro-ph.HE nucl-th
Properties of the outer crust of strongly magnetized neutron stars from Hartree-Fock-Bogoliubov atomic mass models
利用最新的实验原子质量数据，结合基于Hartree-Fock-Bogoliubov方法的微观原子质量模型，研究了冷非吸积磁星（即具有很强磁场的中子星）外壳的平衡性质.强磁场引起的电子运动朗道量子化对地壳物质的组成和状态方程有重要影响。研究还表明，磁星的外壳可能比普通中子星的外壳大得多。
2013-05-02 astro-ph.HE nucl-th
Thermodynamically consistent accreted crust of neutron stars: The role of proton shell effects
本文构建了考虑中子静力学/扩散条件和质子壳效应的中子星吸积壳层模型，采用可压缩液滴模型进行数值演示，为约束超密物质性质提供了更自洽的理论框架。
2024-06-09 astro-ph.HE nucl-th
Confronting a set of Skyrme and $χ_{EFT}$ predictions for the crust of neutron stars
随着中子星观测数据精度的提高，有必要推导新的状态方程，使壳核状态方程能统一计算。为了这个目的，我们描述的非均匀物质在地壳中的中子星采用可压缩的液滴模型，其中的体积和中子流体项是从同一个模型描述均匀物质的核心。然后，我们生成了一组15个统一的状态方程的冷催化中子星建立在现实的核相互作用，这属于两个主要群体的建模：第一个来自现象学Skyrme相互作用和第二个从$χ_{EFT}$哈密顿量。这些模型预测的对抗，使我们能够调查模型依赖的地壳属性，特别是在低密度的中子物质的影响。新的统一状态方程组可在CompOSE存储库中获得。
2022-03-22 astro-ph.HE nucl-th
General predictions for the neutron star crustal moment of inertia
在统一的元模型方法内计算了中子星地壳的EoS和转变点性质。采用贝叶斯方法，包括两种类型的过滤器：散装核性能控制从低密度有效场论（EFT）的预测，以及目前的核实验知识，而表面能的实验核质量进行调整。考虑到这些限制，可以达到定量预测的地壳属性与控制的置信区间和提高精度相对于以前的计算：{ $\approx 11\%$ }分散的地壳宽度和{ $\approx 27\%$ }分散的分数转动惯量。地壳的转动惯量也被评估为中子星质量的函数，并给出了不同中子星的质量和半径的预测。船帆座脉冲星毛刺的可能地壳起源的讨论中，目前估计的地壳夹带，不利于一个大的夹带现象，如果船帆座质量是$1.4M_\odot$以上。进一步改进本预测需要更好地估计高阶等矢量经验参数，例如$K_{sym}$和$Q_{sym}$，以及更好地控制极富中子核的表面性质。
2019-02-16 astro-ph.HE nucl-th
Effect of the crust on neutron star empirical relations
我们分析了地壳状态方程如何影响几个中子星的属性，以及它如何影响从天体物理观测推断的可能的约束。使用三个不同的地壳，我们产生三套模型独立的状态方程描述恒星物质的泰勒展开饱和密度。物态方程在物理学上是一致的、因果的，并且与天体物理学的观测结果相一致。研究了潮汐形变率$Λ$与密度$C$、勒夫数$k_2$和质量为$M$的中子星半径之间的关系，并分析了地壳状态方程对这些关系的影响。在大多数关系式中，地壳状态方程的影响不大于2%。然而，如果考虑一个固定的中子星质量，潮汐变形能力和半径之间的关系取决于地壳。我们发现，对于大质量中子星，关系式$Λ_{M_i} = αR_{M_i}^β$变得几乎精确，并且与地壳无关。结果表明，利用GW 179817有效潮汐变形度$\tildeΛ$可以确定1.4 $M_\odot$星的潮汐变形度，其精度至少为$\approx 10\%$ .证实了$\tildeΛ$与中子星双星中质量最大的恒星半径之间的高度相关性，但也证明了地壳对这种关系有$\approx 14\%$的影响。我们已经发现，关系$Λ_1/Λ_2=q^a$依赖于$M_{\text{chirp}}$作为$a\sim \sqrt{M_{\text{chirp}}}$。
2020-10-12 astro-ph.HE nucl-th
Superfluidity in Disordered Neutron Stars Crusts
中微子通过液-固转变冷却所施加的非平衡条件导致中子星的固体地壳中的无序。当密度高于中子滴密度$ρ_d \approx 4\times 10^{11}\,g/cm^3$时，无序会降低超流部分$ρ_s/ρ$。对于非晶态固体地壳，除了地壳的最高密度区域外，$ρ_s$的抑制很小。与晶体地壳中相干布拉格散射预测的中子传导的强烈减少相反，无序的固体地壳支持足够的中子超流密度来解释脉冲星故障。
2020-01-27 astro-ph.HE cond-mat.supr-con nucl-th
Thermal and transport properties of the neutron star inner crust
本文综述了中子星内壳的热性质和输运性质的核物理和凝聚态物理基础。这些性质在解释诸如吸积中子星、超暴和磁星耀斑中的热弛豫等瞬态现象中起着关键作用。我们强调的简化，发生在低温下，内壳可以描述的电子和集体激发。详细讨论了物质的固体和超流相的热导率和热容量，并强调了它在解释软X射线瞬变中子星观测中的作用。我们强调最近的理论和观测结果，并确定未来的工作需要更好地了解主机的瞬态现象在中子星。
2012-01-26 astro-ph.HE nucl-th
Properties of neutron star crust with improved nuclear physics: Impact of chiral EFT interactions and experimental nuclear masses
基于手征EFT相互作用的均匀物质多体计算和实验核质量的可压缩液滴方法被用来研究中子星壳的性质。八个手征EFT哈密顿和一个有代表性的唯象力（SLy 4）面临。我们发现，地壳的一些性质，例如集群质量，电荷和不对称性，主要是由接近饱和密度的对称物质性质决定的，因此主要受实验核质量的约束，而其他性质，例如，每个粒子的能量、压力、声速主要受中子物质中的低密度预测的影响，其中手征EFT和唯象力基本上不同。
2021-09-24 astro-ph.HE nucl-th
Effect of superfluidity on neutron star crustal oscillations
我们考虑了中子星壳中滴入中子的超流性如何影响壳的基本扭转振荡的频率。滴入中子中不可忽略的超流部分不随原子核运动，它的作用是降低焓密度，从而提高振荡频率。假设软γ中继器巨耀斑中观测到的准周期振荡是由基本扭转振荡引起的，并且假设中子星的质量和半径在1.4 < M/M_SUN < 1.8和10 km < R < 14 km的范围内，我们将对称能的密度导数限制为100 MeV < L < 130 MeV，这比忽略超流性导出的L > 50 MeV的结果要精确得多。
2012-10-03 astro-ph.HE nucl-th
Roles of crust and core in the tidal deformability of neutron stars
最近对GW170817的观测为中子星的潮汐变形能力提供了约束条件，了解状态方程的哪些特征对中子星的潮汐变形能力影响最大是非常重要的，因此我们研究了地壳对中子星各种状态方程的潮汐变形能力和转动惯量的贡献.结果发现，这些量的贡献，从低密度地壳通常是相当小的，作为一个结果的潮汐变形能力的确定提供了一个重要的约束致密物质的状态方程。
2019-05-15 astro-ph.HE nucl-th
Magnetar QPOs and neutron star crust elasticity
本文利用星震学方法，通过识别磁星耀斑中的准周期振荡为扭转振荡，约束核饱和参数，并探讨剪切模和界面模对中子星性质的依赖，为天体物理与核物理提供互补理解。
2024-05-20 astro-ph.HE nucl-th
Effects of inner crusts on $g$-mode oscillations in neutron stars
本文利用10种相对论密度泛函研究中子星壳层对g模式振荡的影响，发现壳层g模式频率对密度泛函不敏感，而核g模式频率随核对称能斜率L增大，并确定整体g1模式与L的相关性，为通过引力波观测约束L提供依据。
2025-05-11 astro-ph.HE nucl-th
Thermal conductivity and impurity scattering in the accreting neutron star crust
采用路径积分蒙特卡罗（PIMC）方法计算了中子星壳外层强关联多组分离子等离子体的电子热导率。这使我们能够隔离离子的低能响应，并使用它来计算电子散射率和电子热导率。我们发现，散射率增强了2-4倍的早期计算的基础上更简单的电子杂质散射形式主义。这一发现直接影响了在瞬态吸积中子星中观察到的热弛豫的解释，并对吸积过程中地壳中发生的成分和核反应产生了影响。
2016-05-21 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
On the Inner Crusts of Neo-Neutron Stars: exotic light nuclei, diffusional and thermodynamical stability
National Institute for Physics and Nuclear Engineering（核物理与核工程国家研究所）
本文基于扩展核统计平衡模型研究新中子星内壳层，发现深层存在几乎纯净的富中子轻核层，并证明其扩散稳定且团簇化消除了亚饱和核物质的密度不稳定性。
2025-11-07 astro-ph.HE nucl-th
Superfluid fraction in the crystalline crust of a neutron star: role of quantum zero-point motion of ions
研究中子星内层结晶外层中超流分数的抑制作用，以及量子零点运动对离子波动的影响，评估完美刚性晶格假设的有效性。
2026-05-20 astro-ph.HE nucl-th
Disordered nuclear pasta, magnetic field decay, and crust cooling in neutron stars
在中子星的地壳底部附近，预计会有非球形的核面食。大规模的分子动力学模拟的面食显示长期存在的拓扑缺陷，可以增加电子散射，降低热和电导率。我们通过增加杂质参数Q_{imp}来模拟可能的低电导率面食层。对低质量X射线双星MXB 1659-29的光变曲线的预测，假设一个大的Q_{imp}，发现持续的晚期冷却与钱德拉观测结果一致。电导率和热导率可能是相关的。因此，对地壳冷却的观测可以提供关于中子星磁场的电导率和可能的衰减的见解（假设这些是由地壳中的电流支持的）。
2014-10-08 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
Long-wavelength phonons in the crystalline and pasta phases of neutron-star crusts
我们研究了中子星内壳的长波激发，考虑了低密度的立方晶体、核壳过渡区附近的棒和板三种相。为了描述的声子，我们写一个有效的拉格朗日密度的粗粒相的中子超流间隙和平均位移场的集群。的动能，包括夹带的中子气体的集群，内得到的超流流体动力学方法。的势能是从一个模型，其中集群和中子气体被认为是在相共存，增加了由于库仑和表面效应的晶格的弹性。所有三相都显示出强的各向异性，即，声子速度的角度依赖性。讨论了低温比热的影响。
2020-05-19 astro-ph.HE nucl-th
Effect of Inner Crust EoS on Neutron star properties
在相对论平均场（RMF）模型的框架下研究了中子星的最大质量和半径。研究了在不同的对称性能量斜率参数下，不同的内壳状态方程（EoS）下正则质量处半径$R_{1.4}$的变化。结果表明，虽然NS最大质量和相应的半径随地壳EoS的不同而变化不大，但半径和1.4 $M_{\odot}$处的潮汐变形能力随地壳EoS的不同而变化，在典型质量处的半径变化约为1-2 km。对于非统一的EOS，具有低对称性能量斜率参数的地壳在正则质量处产生低NS半径。最大旋转中子星的性质也进行了研究。在正则质量为1.4 $M_{\odot}$的情况下，旋转恒星的半径也随斜率参数的变化而变化。与静态中子星类似，旋转中子星在1.4 $M_{\odot}$处的半径也受内壳斜率参数的影响。其他重要的量，如转动惯量，频率，旋转动能，重力能量比也计算。这些量的变化与地壳坡度参数被发现是更成比例的质量和半径的NS。
2021-03-18 astro-ph.HE nucl-th
Crust breaking and the limiting rotational frequency of neutron stars
中子星的极限旋转频率可能由其壳的强度决定。当恒星从吸积中旋转起来时，离心力会导致地壳破裂。如果地壳破裂不均匀，旋转的质量四极矩将辐射出引力波（GW）。这种辐射可以防止进一步的自旋上升，并可能是一个有前途的来源，为连续的GW搜索。我们计算出，对于断裂应变（强度）的中子星地壳是一致的分子动力学模拟，地壳可能会失败的旋转频率与观测。
2018-04-10 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Superfluid dynamics in neutron star crusts
对中子星内壳超流流体动力学进行了简单描述。特别注意的是对超流中子的性质的原子核的晶格的影响，和夹带的影响，事实上，一些分数的中子被锁定到核中的质子的运动。
2010-09-13 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
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
Superfluid Density of Neutrons in the Inner Crust of Neutron Stars: New Life for Pulsar Glitch Models
在对效应较小的假设下，计算了能带结构对中子星壳中子超流密度的影响[N. Chamel，Phys.Rev.C85，035801（2012）]导致超流中子的惯性矩如此之小，以至于地壳本身不足以解释中子星故障的大小。受早期光晶格中超冷原子气体研究的启发，我们在平均场近似下研究了周期晶格中具有吸引相互作用的费米子。当对隙为晶格势的量级或大于晶格势的强度时，能带结构的影响被抑制。通过将结果应用于中子星的内部地壳，我们得出结论，中子超流密度的减少比以前估计的要少得多，因此，排除基于地壳中中子超流的故障模型还为时过早。
2017-08-14 astro-ph.HE cond-mat.quant-gas nucl-th
Deep crustal heating by neutrinos from the surface of accreting neutron stars
提出了一种新的吸积中子星深部地壳加热机制。带电π介子（$π^+$）是在中子星表面的核碰撞中产生的，在活跃的吸积过程中，它们在衰变时提供进入中子星地壳的中微子流。对于大质量和/或致密的中子星，中微子将每个吸积核子的热量的$\approx 1\textrm{--} 2 \, \mathrm{MeV}$沉积到地壳内部。中微子加热的强度与先前已知的地壳深部加热源相当，例如来自致密核聚变反应，并且与冷却中子星的研究有关。我们模拟了低质量X射线双星中瞬态中子星的热演化，并在中子星MXB~1659-29的特殊情况下，我们表明，额外的深部地壳加热需要更高的热导率的中子星内地壳。更好地了解阈值附近的π介子产生截面将提高我们预测的准确性。
2018-06-29 astro-ph.HE nucl-ex 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
Late time cooling of neutron star transients and the physics of the inner crust
在中子星上的吸积爆发瞬间加热了中子星的地壳，使其与内核失去了热平衡。爆发后，地壳与中子星核之间的热弛豫趋于平衡，表面的热辐射为静止的X射线光变曲线提供动力。地壳冷却模型预测，地壳的热平衡将建立$\approx 1000 \, \mathrm{d}$进入平静。然而，最近对冷却的中子星瞬变MXB 1659-29的观测表明，地壳并没有在预测的时间尺度上与核心达到热平衡，而是在$\approx 2500 \, \mathrm{d}$进入静止状态后继续冷却。由于静态光变曲线揭示了地壳的连续更深层，因此观测到的MXB 1659-29的后期冷却取决于内地壳的热传输。特别是，所观察到的后期冷却与预测的核面食深度附近的低热导率层是一致的，该核面食在中子星的内壳和内核之间保持了数千天的温度梯度进入静止状态。结果，壳核边界附近的温度保持在中子超流性的临界温度以上，并且在内壳中形成正常中子层。我们发现，MXB 1659-29的后期冷却与壳核边界附近正常中子层的热释放是一致的，具有较长的热时间。
2016-09-22 astro-ph.HE
Crust Cooling Models are Insensitive to the Crust-Core Transition Pressure for Realistic Equations of State
持续吸积爆发后冷却的中子星提供了关于中子星地壳和底层致密物质的独特信息。这些冷却瞬变的天文观测和中子星壳冷却的模型计算之间的比较经常被用来限制中子星的性质，如质量，半径，壳的组成，以及核面食的存在。这些计算通常使用壳核转换发生时的固定压力，尽管这个量取决于致密物质状态方程。我们证明，改变壳核过渡压力的方式一致，采用各种状态方程的结果在适度的变化，地壳冷却光变曲线。这验证了迄今为止大多数地壳冷却研究所采用的方法，其中中子星的质量和半径是变化的，而壳核过渡压力不变。
2019-06-04 astro-ph.HE
Afterburst thermal relaxation in neutron star crusts
我们研究了中子星在地壳内部加热事件（爆发）后的热弛豫。我们认为薄和厚的球对称加热器，超流和非超流地壳，恒星与开放和禁止直接Urca过程在其核心。特别是，我们分析了长期的热弛豫后，在完全或部分吸积地壳的瞬态吸积中子星核变换产生的地壳深部加热。这种长期弛豫有一个典型的弛豫时间和地壳与地核热平衡的总的有限持续时间。如果加热器位于地壳内部，地壳内部的中子超流性对弛豫有很大影响。它缩短并统一了热波从加热器到表面的出现时间。这对于解释在准持久低质量X射线双星中观测到的磁星和瞬时吸积中子星爆发是很重要的。
2018-09-16 astro-ph.HE
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
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
Vortex unpinning due to crustquake initiated neutron excitation and pulsar glitches
脉冲星经历地壳地震释放应变能，它可以被恒星内部地壳内的一个小区域吸收，并激发其中的自由超流中子。这些中子与周围被钉扎涡旋的散射可以使大量涡旋解除钉扎，从而有效地减小涡旋线上的钉扎力。这种由中子散射引起的脱钉扎现象会分别对大小在$\sim 10^{-8} - 10^{-7}$和$\sim 10^{-9} - 10^{-8}$范围内的蟹状星和船帆座脉冲星产生毛刺。虽然我们在这里讨论的地壳地震引发的激发，建议是非常普遍的，同样适用于任何其他来源，可以激发自由超流中子，或可以负责超流-正常相变的中子超流在脉冲星的内地壳。
2020-09-17 astro-ph.HE
Deformed crystals and torsional oscillations of neutron star crust
研究了中子星壳中形变库仑晶体的破裂应力，考虑了离子-离子相互作用的电子等离子体屏蔽，计算的破裂应力被拟合为电子屏蔽参数的函数。我们应用的结果分析在地壳中的非磁性恒星的扭转振荡模式。我们给出了这种振荡基频的精确解析表达式，并表明所有扭转振荡的频率对外中子星壳的存在不敏感。这些结果可用于中子星地壳中涉及变形库仑晶体的过程的理论模拟，如磁场演化、闪烁软γ射线中继器的地壳扭转或热弹性准周期振荡、脉冲星毛刺等。软γ射线中继器的结果的适用性进行了讨论。
2020-09-24 astro-ph.HE
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
Limiting Rotation Rate of Neutron Stars from Crust Breaking and Gravitational Waves
针对中子星自转速率不超过解体速率一半的观测现象，通过有限元模拟发现壳层在该转速下破裂，非对称破裂产生的椭率会引发引力波辐射从而限制自转加速，为引力波探测提供潜在源。
2024-12-14 astro-ph.HE gr-qc 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
Entrainment in Superfluid Neutron Star Crusts: Hydrodynamic Description and Microscopic Origin
尽管没有粘性阻力，中子超流体渗透在中子星的内部地壳不能自由流动，并被核晶格夹带，类似于实验室超流体原子气体在光晶格。综述了卷吸在中子超流动力学中的作用。为此，本文提出了一个中子星壳超流性的最小流体动力学模型。这个模型依赖于一个完全四维的协变作用原理。证明了这种提法与更传统的方法的等效性。此外，还阐明了用动力学有效质量或超流密度来处理卷吸的不同方法。核能密度泛函理论用于计算所有必要的微观输入也进行了审查，重点是超流性质。特别是，夹带的微观起源和不同的方法来估计其重要性进行了讨论。
2017-07-25 astro-ph.HE cond-mat.quant-gas nucl-th
Constraints on Neutron Star Crusts From Oscillations in Giant Flares
我们发现，基本的地震剪切模式，观察到作为一个准周期振荡的巨大耀斑发射的高磁化中子星，是特别敏感的核物理的地壳。将~ 30 Hz的振荡识别为基本地壳剪切模式需要核对称能量，该能量对饱和附近密度的依赖非常弱。如果核对称能量随密度变化更强烈，那么以前被认为是流体核心的扭转阿尔芬模式的低频振荡可能与地壳有关。如果是这样的话，那么未来对巨大耀斑的观测应该会检测到18 Hz左右的振荡。铅的中子皮厚度的精确测量也将约束由模型预测的频率。
2009-10-23 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
