Фазовые диаграммы бинарных ионных смесей и остывание белых карликов
Байко Денис Алексеевич
Физико-Технический институт им. Иоффе
Отказ на HEA-2022
https://doi.org/10.1093/mnras/stac2693
Д. А. Байко
Благодаря уникальным характеристикам миссии Gaia, появилась возможность исследовать физику и эволюцию белых карликов (БК) в беспрецедентных подробностях. Так, было выявлено, что $\sim 6$% сверхмассивных БК испытывают загадочную задержку остывания на $\sim 8$ млрд. лет. Несмотря на их большую массу, эти БК, вероятно, имеют C/O-ядра и находятся в процессе кристаллизации. Стандартные источники тепловой энергии недостаточны для объяснения задержки. Современные модели эффекта предполагают высвобождение гравитационной энергии при седиментации или дистилляции $^{22}$Ne. Однако, требуемое содержание $^{22}$Ne в 2-4 раза больше, чем предсказывает стандартная теория эволюции звезд. В связи с этими явлениями мы рассмотрели фазовые диаграммы бинарных ионных смесей с учетом последних достижений в понимании термодинамики {\it квантовой} одно-компонентной плазмы. Мы проследили превращение азеотропной фазовой диаграммы в перитектическую и эутектическую с увеличением отношения зарядов. Показано, что для некоторых $Z_2/Z_1$ ионные квантовые эффекты могут привести к качественной перестройке фазовой диаграммы, что может быть важно для модели аномального остывания с дистилляцией $^{22}$Ne. Для твердых C/O и O/Ne смесей обнаружены обширные области несмешиваемости. Области чувствительны к составу и физике бинарной смеси, сильно различаясь для C/O и O/Ne смесей. Когда материя остывает до температуры несмешиваемости, происходит расслаивание более и менее плотных твердых растворов, что может представлять собой значительный резервуар гравитационной энергии.