超強磁場對磁星外殼層熱核反應的影響.pdf

1、核天體物理領域中超強磁場的相關研究表明:磁星外殼層熱核反應都與磁場密切相關。磁星的超強磁場不僅影響熱核反應率和最終元素豐度，而且還影響磁星的中微子能量損失率，最終影響其演化時標、演化進程和冷卻機制。由于超強磁場的重要性，本文主要研究了磁星表面殼層超強磁場對一些典型核素的熱核反應的影響。
　　首先，基于相對論性的超強磁場理論(Fushiki et al.1989)，利用Thomas-Fermi-Dirac近似方法，我們研究分析了超強

2、磁場環(huán)境電荷屏蔽難題，討論了電荷屏蔽對熱核反應23Mg(p，gamma)24Al的影響，我們的結果表明，磁星表面超強磁場電荷屏蔽對熱核反應率影響明顯，熱核反應率可能增大二個數量級。
　　其次，基于相對論性的超強磁場理論(Peng et al.2012; Gao et al.2012，2013)，利用殼模型蒙特卡洛方法與隨機相位近似理論，我們研究了磁星殼層超強磁場對典型核素55Co與56Ni的電子俘獲率的影響。我們發(fā)現(xiàn)超強磁場使電子

3、俘獲率大大增加，可能增加達五個數量級。
　　最后，基于相對論性平均場有效相互作用理論(Lalazissis etal.1997，2005)與賴東模型(Lai&Shapiro1991;Lai2001，2015)，我們討論研究了磁星表面殼層超強磁場對電子費米能和原子核結合能和單粒子能級結構的影響。利用殼模型蒙特卡洛方法與隨機相位近似理論，我們詳細分析了超強磁場環(huán)境典型的鐵族核素的電子俘獲中微子能量損失率。我們發(fā)現(xiàn)當B12＜100在相對

4、低溫（如T9=0.233），超強磁場對中微子能量損失率影響很小，然而，在相對高溫（如T9=15.53），中微子能量損失率增加超過了四個數量級。當B12＞100，中微子能量損失率降低超過三個數量級(如T9=15.533對核素52-61Fe，55-60Co，56-63Ni)。另一方面，對于某個給定的磁場強度與溫度，當ρ2≤103中微子能量損失率增加超過四個數量級，然而，隨著密度的遞增（即當ρ7＞103），密度幾乎對中微子能量損失率沒有影響。