Dependence of the Results of Nucleosynthesis on the Equation of State for Neutron-Star Matter

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of calculations of nucleosynthesis of heavy elements during the explosion of a low-mass neutron star are presented. The low-mass neutron star is formed as a result of the exchange of matter in the last stages of the evolution of a close binary system of neutron stars with a large initial mass asymmetry. Two variants of the scenario, which use different approximations of the equation of state of neutron star matter: BSk22 and BSk25, are considered. Their usage lead to different expansion dynamics of the shells of a low-mass neutron star. It is shown that the character of shock wave propagation and the abundance of heavy elements formed in the inner layers of the outer crust with 0.29 < Ye < 0.45, for these two scenarios are different, although the composition of the outer crust before the explosion differs insignificantly. These differences in the scenarios result in a noticeable difference in the calculated abundances of heavy elements both in these layers and in the entire examined part of the outer crust.

About the authors

A. Yu. Ignatovskiy

National Research Center Kurchatov Institute; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: Lirts@phystech.edu
Moscow, Russia; Dolgoprudny, Moscow oblast, Russia

I. V. Panov

National Research Center Kurchatov Institute; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: Igor.Panov@itep.ru
Moscow, Russia; Dolgoprudny, Moscow oblast, Russia

A. V. Yudin

National Research Center Kurchatov Institute

Author for correspondence.
Email: Yudin@itep.ru
Moscow, Russia

References

  1. N. R. Tanvir, A. J. Levan, C. González-Fernández, O. Korobkin, I. Mandel, S. Rosswog, J. Hjorth, P. D’Avanzo, A. S. Fruchter, C. L. Fryer, T. Kangas, B. Milvang-Jensen, S. Rosetti, D. Steeghs, R. T. Wollaeger, Z. Cano, et al., Astrophys. J. 848, L27 (2017).
  2. N. Domoto, M. Tanaka, D. Kato, K. Kawaguchi, K. Hotokezaka, and S. Wanajo, Astrophys. J. 939, 8 (2022).
  3. O. Korobkin, S. Rosswog, A. Arcones, and C. Winteler, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 426, 1940 (2012).
  4. S. Rosswog, O. Korobkin, A. Arcones, F.-K. Thie- lemann, and T. Piran, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 439, 744 (2014).
  5. D. Martin, A. Perego, A. Arcones, F.-K. Thielemann, O. Korobkin, and S. Rosswog, Astrophys. J. 813, 2 (2015).
  6. J. P. A. Clark and D. M. Eardley, Astrophys. J. 215, 311 (1977).
  7. P. Haensel, A. Yu. Potekhin, and D. G. Yakovlev, Neutron Stars, Equation of State and Structure (Springer, New York, 2007), Vol.1.
  8. С. И. Блинников, И. Д. Новиков, Т. В. Переводчикова, А. Г. Полнарев, Письма в Астрон. журн. 10, 422 (1984) [S. I. Blinnikov, I. D. Novikov, T. V. Perevodchikova, and A. G. Polnarev, Sov. Astron. Lett. 10, 177 (1984)].
  9. S. I. Blinnikov, V. S. Imshennik, D. K. Nadyozhin, I. D. Novikov, T. V. Perevodchikova, and A. G. Pol- narev, Sov. Astron. 34, 595 (1990).
  10. B. P. Abbot et al., Astrophys. J. Lett. 848, L12, L13 (2017).
  11. S. Blinnikov, D. Nadyozhin, N. Kramarev, and A. Yudin, Astron. Rept. 65, 385 (2021).
  12. S. Blinnikov, A. Yudin, N. Kramarev, and M. Potashov, Particles 5, 198 (2022).
  13. S. Rosswog, M. Liebendörfer, F.-K. Thielemann, M. B. Davies, W. Benz, and T. Piran, Astron. Astrophys. 341, 499 (1999).
  14. N. Farrow, X-J. Zhu, and E. Thrane, Astrophys. J. 876, 18 (2019).
  15. I. V. Panov and A. V. Yudin, Astron. Lett. 46, 518 (2020).
  16. V. N. Kondratyev, Universe 7, 487 (2021).
  17. Chun-Ming Yip, Ming-Chung Chu, Shing-Chi Leung, and Lap-Ming Lin, arXiv: 2211.14023v1.
  18. K. Sumiyoshi, S. Yamada, H. Suzuki, and W. Hil- lebrandt, Astron. Astrophys. 334, 159 (1998).
  19. J. M. Pearson, N. Chamel, A. Y. Potekhin, A. F. Fantina, C. Ducoin, A. K. Dutta, and S. Goriely, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 481, 2994 (2018).
  20. H. Sotani, K. Iida, K. Oyamatsu, and A. Ohnishi, Prog. Theor. Exp. Phys. 2014, 051E01 (2014).
  21. S. Goriely, N. Chamel, and J. M. Pearson, Phys. Rev. C 88, 024308 (2013).
  22. G. Audi, M. Wang, A. H. Wapstra, F. G. Kondev, M. MacCormick, X. Xu, and B. Pfeiffer, Chin. Phys. 36, 1287 (2012).
  23. M. Colpi, S. L. Shapiro, and S. A. Teukolsky, Astrophys. J. 339, 318 (1989).
  24. А. Юдин, Письма в Астрон. журн. 48, 393 (2022).
  25. N. A. Zemlyakov and A. I. Chugunov, Particles 5, 225 (2022).
  26. P. Haensel and A. V. Potekhin, Astron. Astrophys. 428, 191 (2004).
  27. N. N. Shchechilin, N. A. Zemlyakov, A. I. Chugunov, and M. E. Gusakov, Universe 8, 582 (2022).
  28. S. B. Ruster, M. Hempel, and J. Schaffner-Bielich, Phys. Rev. C 73, 3 (2006).
  29. И. Ю. Корнеев, И. В. Панов, Письма в Астрон. журн. 37, 930 (2011) [I. Yu. Korneev and I. V. Panov, Astron. Lett. 37, 864 (2011)].
  30. D. K. Nadyozhin, I. V. Panov, and S. I. Blinnikov, Astron. Astrophys. 335, 207 (1998).
  31. И. В. Панов, ЯФ 81, 57 (2018) [I. V. Panov, Phys. At. Nucl. 81, 68 (2018)].
  32. K. Langanke and G. Martinez-Pinedo, Nucl. Phys. A 673, 481 (2000).
  33. C. W. Gear, Numerical Initial Value Problems in Ordinary Differential Equations (Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1971).
  34. S. I. Blinnikov and O. S. Bartunov, Astron. Astrophys. 273, 106 (1993).
  35. S. I. Blinnikov and N. V. Dunina-Barkovskaya, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 266, 289 (1994).
  36. Y. Aboussir, J. M. Pearson, A. K. Dutta, and F. Tondeur, At. Data Nucl. Data Tables 61, 127 (1995).
  37. P. Moeller, J. R. Nix, and K.-L. Kratz, At. Data Nucl. Data Tables 66, 131 (1997).
  38. P. Moeller, B. Pfeiffer, and K.-L. Kratz, Phys. Rev. C 67, 055802 (2003).
  39. T. Rauscher and F.-K. Thielemann, At. Data Nucl. Data Tables 75, 1 (2000).
  40. I. V. Panov, E. Kolbe, B. Pfeiffer, T. Rauscher, K.-L. Kratz, and F.-K. Thielemann, Nucl. Phys. A 747, 633 (2005).
  41. I. V. Panov, I. Yu. Korneev, T. Rauscher, G. Martinez-Pinedo, A. Kelic-Heil, N. T. Zinner, and F.-K. Thie- lemann, Astron. Astrophys. 513, A61 (2010).
  42. NuDat2, 2009, National Nuclear Data Center, Information Extracted from the NuDat 2 Database, http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/
  43. D. Radice, A. Perego, K. Hotokezaka, S. A. Fromm, S. Bernuzzi, and L. F. Roberts, Astrophys. J. 869, 130 (2018).
  44. I. V. Panov and H.-Th. Janka, Astron. Astrophys. 494, 829 (2009).
  45. Г. С. Бисноватый-Коган, В. М. Чечёткин, УФН 127, 2 (1979).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Pleiades Publishing, Ltd.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».