Тепловая эволюция нейтронных звёзд в мягких рентгеновских транзиентах с учётом диффузионного равновесия нейтронов в аккрецированной коре
Потехин Александр Юрьевич
ФГБУН Физико-технический институт имени А.Ф. Иоффе Росийской академии наук
Авторы: А. Ю. Потехин, М. Е. Гусаков, А. И. Чугунов
Считается, что тепловое излучение эпизодически аккрецирующих нейтронных звёзд в мягких рентгеновских транзиентах в спокойном состоянии обусловлено теплом, выделившемся в коре звезды в ходе ядерных реакций при аккреции. Сравнение результатов моделирования тепловой эволюции таких звёзд с наблюдениями служит эффективным средством проверки теоретических моделей плотной материи в нейтронных звёздах. Традиционный подход к такому моделированию неявно предполагал, что свободные нейтроны во внутренней коре звезды неподвижны относительно атомных ядер. Недавно было показано [Gusakov M.E., Chugunov A.I. Phys. Rev. Lett. 124, 191101 (2020); Phys. Rev. D 103, L101301 (2021)], что такой подход термодинамически несогласован, и во внутренней коре аккрецирующих нейтронных звёзд неизбежна диффузия нейтронов. В работе представлены результаты моделирования тепловой эволюции эпизодически аккрецирующих нейтронных звёзд с использованием новых, термодинамически согласованных моделей аккрецированной коры. Рассчитаны квазиравновесные светимости мягких рентгеновских транзиентов для разных моделей уравнения состояния и нуклонных сверхтекучестей в ядре нейтронной звезды, а также кривые остывания её коры по окончании аккреции. Проведено сравнение с результатами традиционного подхода и с наблюдениями. Показана возросшая роль учёта дополнительных источников нагрева во внешней коре аккрецирующей нейтронной звезды как для моделирования остывания коры по окончании периода аккреции, так и для определения квазиравновесной тепловой светимости в спокойном состоянии. Работа поддержана грантом РНФ 22-12-00048.