Проведено детальное моделирование тепловой эволюции эпизодически аккрецирующих нейтронных звёзд для разных теоретических моделей ядра, внутренней коры и внешних оболочек нейтронной звезды с учётом глубокого прогрева коры при разных предположениях об истории её формирования. В работе использован ранее разработанный авторами численный код, позволяющий моделировать тепловую эволюцию нейтронных звёзд на масштабах от часов до миллиардов лет с учётом самых современных представлений о микрофизике коры и ядра нейтронной звезды (arXiv:1711.07662). Рассмотрена как средняя долговременная эволюция, так и сравнительно кратковременная тепловая эволюция нейтронной звезды в течение активной фазы аккреции и после её завершения. Тепловая эволюция впервые промоделирована согласованно с изменениями состава коры, принимая во внимание, что исходная неаккрецированная кора постепенно замещается переработанным аккрецированным материалом. Для неаккрецированной части коры проведено сравнение канонической модели вещества в основном состоянии и новой модели, учитывающей конечную температуру отжига коры. Проведено сравнение результатов моделирования между собой и с результатами, полученными ранее в рамках упрощённых моделей, а также с наблюдениями.

Показано, что долговременная тепловая эволюция эпизодически аккрецирующих нейтронных звёзд немонотонна. Квазиравновесная температура в спокойном состоянии (между эпизодами аккреции) достигает абсолютного минимума при определённом возрасте двойной системы, а затем увеличивается, приближаясь к конечному стационарному значению, из-за продолжающегося замещения исходной неаккрецированной коры переработанным аккрецированным материалом. Квазиравновесная светимость в спокойном состоянии может быть в минимуме намного ниже, чем в конечном стационарном состоянии. В соответствии с этим, кратковременная тепловая эволюция также зависит от возраста системы.

Неаккрецированная часть внутренней коры нейтронной звезды может иметь слоистую структуру, в которой почти чистые кристаллические слои чередуются со слоями смешанного состава - возможно, поликристаллическими или аморфными. Такие слои могут иметь сравнительно низкую теплопроводность, что влияет на долго- и особенно кратковременную тепловую эволюцию. Распределение неоднородностей состава вещества по толщине коры сильно зависит от модели уравнения состояния и от сценария формирования коры.

Таким образом, тепловая эволюция эпизодически аккрецирующих нейтронных звёзд зависит не только от массы нейтронной звезды, темпа акреции на неё и микрофизических моделей вещества в её коре и ядре, но также от возраста и сценария формирования коры. Поэтому детальные самосогласованные расчёты тепловой эволюции эпизодически аккрецирующих нейтронных звёзд можно использовать для тестирования таких моделей и сценариев и для оценки возраста двойной системы.

Страница создана 31 октября 2018 г.