从中子星的形成及演化机制探讨其衰亡方式

洛阳师范学院物理与电子信息学院 河南 洛阳 471934

近年来中子星的研究一直是天体物理研究的热点和前沿,关于中子星的形成和中子星的结构早已有了较成熟的理论模型,关于中子星的演化(包括热演化,磁场演化和内部结构演化)的理论研究也已有了较大进展。在有关中子星演化的理论研究中,许多论文都已提及到一些中子星的衰亡方式,然而没有对这些结果作系统的分析和总结。本文将依据已有的中子星结构模型及其形成稳定机制,综合参考目前已有的关于中子星热演化和磁衰减及中子星向奇异星转变等演化理论,总结出中子星衰亡的两种结果：转变为奇异星；演化成黑洞。奇异星既是热中子星向黑洞演化的一个过渡,也是冷中子星的归宿。

一、中子星的结构模型及其形成稳定机制

中子星,是一种主要由中子以及少量的质子、电子所组成的致密星。它的外层是一固体外壳,约有1公里厚,由原子核的点阵结构和简并的自由电子气组成,密度约为1011-1014g/cm3。外壳内是一层主要由中子组成的流体,其密度大约为1014-1015g/cm3,在这一层还有少量的质子、电子和μ介子。中心是约1公里的固态中子核心。由中子流体区向内物质密度不断增加,可能出现不同能态的超子,从而形成超子流体,超子又可衰变产生π介子。中子星各层的物态取决于不同密度下粒子的性质及发生的各种粒子反应。

中子星产生于1.4-2.8Μ(设Μ为一倍太阳质量)的恒星核塌缩。坍缩过程产生的强大压强在新星星体不同层面形成不同的高密度状态,这些不同的高密度状态促成了中子星结构的形成。……