中子星物态方程及其若干天体物理效应
文献类型：学位论文
| 作者 | 朱翠
|
| 答辩日期 | 2017 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王娜 ; 周霞 |
| 关键词 | 中子星 物态方程 死亡线 热演化 磁场 电子费米能 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | The equation of state of neutron star and someastrophysical effects |
| 英文摘要 | 距离脉冲星发现己有50年，观测范围覆盖了从射电波段、X射线、Y射线、紫外、 光学及红外等多波段，以及中微子和引力波探测，并积累了大量的观测数据，发现了 一系列特殊的观测现象。脉冲星丰富的观测特性，使得其理论对应体——中子星成为物理学及天体物理学的独特的天然实验室。物态方程是联系中子星内部微观状态及其 宏观性质的桥梁。磁场和自转在脉冲星类天体的多种辐射过程中起着及其重要的作用。 结合脉冲星各种观测特性，我们讨论了物态方程及磁场对中子星宏观及微观性质的影响。 脉冲星有两个重要的观测参数周期和周期导数，由周期和周期导数可以构成射电脉冲星的P-P关系图。脉冲星的死亡线由脉冲星磁层的加速机制及物态方程等性质决定。一般来说，有射电辐射的脉冲星都应该位于死亡线的上方。而一些特殊的源是射电宁静的脉冲星类天体，也在死亡线上方。脉冲星死亡线与星体的转动惯量I相关，不同中子星的物态方程可以给出不同的脉冲星死亡线。结合丰富的脉冲星类天体的观测 事实，我们讨论了物态方程对死亡线的影响。结果认为X射线暗弱孤立中子星可能是己死亡的磁星，中心致密天体可能是小质量的自束缚奇异星，旋转射电暂现源可能在 死亡线边缘的年老脉冲星。PSRJ2144-3933可能是大质量的脉冲星，甚至质量可能超 过2M☉。多波段观测有助于我们理解脉冲星的基本性质。 中子星转动及热演化实际是耦合在一起的。我们考虑了一种新的中子星转动能转 换通道，即转动能一部分直接通过中微子辐射出去，另外一部分转化为化学能影响中 子星的热演化过程。考虑这种新的转动能转化通道，我们改进了中子星的化学加热机制，重写了热演化和化学演化方程，且给出了中子星热演化曲线和准平衡态下星体的 表面温度。结果表明改进的化学加热机制会使得中子星表面温度有一定程度的升高。 在中子星内部，偏离化学平衡的各种反应过程应考虑中微子辐射直接带走的能量这种新的能量转化通道。 在磁能主导的磁星环境下，我们讨论了电子朗道能级的稳定性及其对电子费米能的影响。磁星的强磁场环境下，电子朗道能级是高度简并的，相对论电子运动的量子化能级。因此，我们新引入参数gn来描述电子朗道能级的稳定性。朗道能级的稳定性系数gn随磁场的增加而减小，电子费米能EF（e）表达式的磁场指数β必须是正数。通过引入Dirac-δ函数，我们推导了超强磁场下的简并的相对论电子费米能的一般 表达式，并且得到了超强磁场下EF（e）特解。这个解给出磁场指数为β=1/6,适用范围ρ≥107gcm-3, Bcr≤B≤1017G。通过修改相对论电子的相空间，超强磁场通过影响电子的重新分布，使得电子数密度ne增加，并且减少电子朗道能级数的最大值。根据泡利不相容原理，简并电子会填充从最低朗道能级到最高朗道能级的所有量子态。随着磁场增强，越来越多的电子将占据朗道能级的高能级，稳定性系数gn随着朗道能级数n增加减小。在超强磁场中，电子数密度增加意味着电子费米能和电子简并压的增加。研究结果可以用于理解中子星内部弱相互作用过程和磁星的磁热演化过程。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/1704]  |
| 专题 | 研究生 科技计划处 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱翠. 中子星物态方程及其若干天体物理效应[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆天文台
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。