Упругость мантии нейтронной звезды: улучшенная капельная модель

Н. А. Земляков1, А. И. Чугунов2, М. Е. Гусаков2, Н. Н. Щечилин3

1Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Политехническая ул., 29, Санкт-Петербург 195251, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, Политехническая ул., 26, Санкт-Петербург 194021, Россия
3Institut d'Astronomie et d'Astrophysique, CP-226, Université Libre de Bruxelles, Бельгия

Данная работа посвящена упругим свойствам мантии нейтронных звезд, т.е. слоя нейтронной звезды, состоящего из нуклонных кластеров (ядер) существенно несферической формы. Впервые на возможность существования мантии было указано в работе [1]. "Классическими" формами ядер в мантии являются цилиндры, плиты и их инверсные конфигурации [2-4], но не исключено и существование более сложных, менее симметричных форм [5, 6].

Упругие свойства мантии могут оказывать влияние на излучение гравитационных волн и частоту торсионных колебаний [7]. Обычно в литературе используются результаты работы [8], в которой авторы в рамках капельной модели аналитически рассчитали упругие константы мантии, состоящей из цилиндров и плит. Впоследствии упругие константы рассчитывались с помощью более трудоемких численных расчетов методами молекулярной динамики [9] и релятивистского самосогласованного поля [10]. Однако проблемой непосредственного применения этих результатов является их зависимость от использованной модели межнуклонного взаимодействия.

Мы предлагаем уточнение аналитического подхода [8] для расчета упругих коэффициентов, учитывающее адсорбцию нейтронов на поверхность ядер и изменение концентраций нуклонов внутри и снаружи ядер при деформации. В большинстве случаев, это приводит к уменьшению упругих констант по сравнению с результатом работы [8]. Кроме того, для сдвиговой деформации цилиндрической фазы в плоскости, перпендикулярной оси цилиндров, мы учитываем, что при такой деформации может меняться форма ядер (цилиндры становятся эллиптическими), что приводит к снижению упругости (до 25% в наиболее глубоких слоях мантии; аналогичный результат был получен нами для сферических ядер в работе [11]). Отметим, что этот результат не зависит от используемого потенциала ядерного взаимодействия.

Список литературы

[1] Ravenhall et al. Phys. Rev. Lett. 1983, 50, 2066.
[2] Pearson et al. Phys. Rev. C 2020, 101, 015802.
[3] Martin, Urban. Phys. Rev. C 2015, 92, 015803.
[4] Xia et al. Phys. Rev. C 2021, 103, 055812.
[5] Berry et al. Phys. Rev. C 2016, 94, 055801.
[6] Schneider et al. Phys. Rev. C 2014, 90, 055805.
[7] Gearheart et al. MNRAS 2011, 418, 2343-2349.
[8] Pethick, Potekhin, Physics Letters B 1998, 427, 7-12.
[9] Caplan et al. Rev. Lett. 2018, 121, 132701.
[10] Xia et al. arXiv.2209.13310.

[Назад к программе] [Семинары - основная страница] [Сектор теоретической астрофизики] [ФТИ им. А.Ф.Иоффе]

Страница создана 15 ноября 2022 г.