超強(qiáng)磁場對磁星外殼層熱核反應(yīng)的影響.pdf

1、核天體物理領(lǐng)域中超強(qiáng)磁場的相關(guān)研究表明:磁星外殼層熱核反應(yīng)都與磁場密切相關(guān)。磁星的超強(qiáng)磁場不僅影響熱核反應(yīng)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(biāo)、演化進(jìn)程和冷卻機(jī)制。由于超強(qiáng)磁場的重要性，本文主要研究了磁星表面殼層超強(qiáng)磁場對一些典型核素的熱核反應(yīng)的影響。
　　首先，基于相對論性的超強(qiáng)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(qiáng)

2、磁場環(huán)境電荷屏蔽難題，討論了電荷屏蔽對熱核反應(yīng)23Mg(p，gamma)24Al的影響，我們的結(jié)果表明，磁星表面超強(qiáng)磁場電荷屏蔽對熱核反應(yīng)率影響明顯，熱核反應(yīng)率可能增大二個數(shù)量級。
　　其次，基于相對論性的超強(qiáng)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(jī)相位近似理論，我們研究了磁星殼層超強(qiáng)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(qiáng)磁場使電子

3、俘獲率大大增加，可能增加達(dá)五個數(shù)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(qiáng)磁場對電子費(fèi)米能和原子核結(jié)合能和單粒子能級結(jié)構(gòu)的影響。利用殼模型蒙特卡洛方法與隨機(jī)相位近似理論，我們詳細(xì)分析了超強(qiáng)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(dāng)B12＜100在相對

4、低溫（如T9=0.233），超強(qiáng)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(shù)量級。當(dāng)B12＞100，中微子能量損失率降低超過三個數(shù)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(qiáng)度與溫度，當(dāng)ρ2≤103中微子能量損失率增加超過四個數(shù)量級，然而，隨著密度的遞增（即當(dāng)ρ7＞103），密度幾乎對中微子能量損失率沒有影響。