Данная работа посвящена двум вопросам физики нейтронных звёзд. В рамках модели сжимаемой капли были рассмотрены устойчивость сферических ядер во внутренней коре и модуль сдвига внутренней коры, с учётом конечного размера атомных ядер.

1) Внутренняя кора нейтронных звёзд содержит нейтронно-избыточные ядра, которые в наиболее глубоких слоях могут приобретать существенно несферическую форму (цилиндры, плоскости) [1]. Для объяснения этого перехода в литературе применялся критерий неустойчивости сферических ядер к квадрупольным деформациям, полученный Бором и Уиллером для земных условий. Предсказывалось, что сферические ядра должны терять устойчивость, когда отношение объёма ядра к объёму ячейки Вигнера-Зейтца (фактор заполнения) достигает величины 1/8 [2]. Однако проведённые нами ранее расчёты в рамках модели сжимаемой капли показали, что сферические ядра остаются энергетически более выгодными и при большем факторе заполнения. Для объяснения этого противоречия мы рассмотрели устойчивость сферических ядер в условиях внутренней коры нейтронной звезды. В частности, учтено, что атомные ядра во внутренней коре находятся на фоне вырожденных электронов, плотность заряда которых сопоставима с плотностью заряда ядра, что приводит к появлению электростатического потенциала, поддерживающего сферическую форму ядер. Показано, что равновесные сферические ядра остаются устойчивыми по отношению к квадрупольным деформациям для всех значений фактора заполнения, таким образом, переход к несферическим ядрам не связан с неустойчивостью. Однако, если количество атомных ядер на единицу объема существенно меньше равновесной величины, неустойчивость может иметь место и, вероятно, приводит к делению ядер.

2) Исследуя упругость в земных условиях, можно рассматривать ядра как точечные заряды, создающие электростатический потенциал для электронов. Однако в самых глубоких слоях внутренней коры нейтронной звезды расстояние между ядрами становится того же порядка, что и их размеры (например, [1,2]). В частности, это приводит к тому, что деформация коры может сопровождаться деформацией атомных ядер, если это является энергетически выгодным. В рамках простой модели, основанной на приближении Вигнера-Зейтца, была проведена оценка влияния этого эффекта на модуль сдвига. Показано, что при реалистичных факторах заполнения поправка на деформацию ядер уменьшает модуль сдвига на величину, достигающую 20-25% в наиболее глубоких слоях внутренней коры.

Список литературы

Страница создана 12 мая 2022 г.