Pasta structures of quark-hadron phase transition in protoneutron stars

原始中性子星でのクォーク-ハドロン相転移におけるパスタ構造

安武 伸俊*; 丸山 敏毅  ; 巽 敏隆*

Yasutake, Nobutoshi*; Maruyama, Toshiki; Tatsumi, Toshitaka*

原始中性子星で実現している有限温度での高密度物質の構造と性質を調べた。ハドロン-クォークの混合相では、パスタと呼ばれる非一様構造が現れることが予想されていて、有限サイズ効果(表面張力やクーロン斥力)を考えないバルクな計算では、Gibbs条件を満たす混合相が広い密度領域で現れるが、非一様なパスタ構造に対する有限サイズ効果を考慮すると、力学的不安定な領域が増え、混合相が狭い領域に制限される。今回、特に有限温度の効果を調べ、混合相が温度の上昇によって不安定になるという結果が得られた。これは、表面張力の変化がないのに対し、正荷電のハドロン相に負電荷のハイペロンが混じるためにクーロン斥力が弱まり、非一様構造が不安定になるためである。また、ニュートリノがトラップされた状況も調べ、ニュートリノを含まないこれまでの結果との違いを議論する。

We study the quark-hadron mixed phase in protoneutron stars with the finite-size effects. In the calculations of pasta structures appeared in the mixed phase, the Gibbs conditions require the pressure balance and chemical equilibrium between two phases besides the thermal equilibrium. We find that the region of the mixed phase is limited due to thermal instability. Moreover, we study the effects of neutrinos to the pasta structures. As a result, we find that the existence of neutrinos make the pasta structures unstable, too. These characteristic features of the hadron-quark mixed phase should be important for the middle stage of the evolutions of protoneutron stars.