Spectral Properties of a Hybrid Thermal-Nonthermal Isotropic Plasma
研究了混合稳态热-非热各向同性等离子体的光谱特性。所涉及的发射机制有热韧致辐射、非热韧致辐射、回旋加速器和非热同步加速器。导出了计算所有这些过程的发射率和吸收系数的公式。计算表明，非热同步辐射和热韧致辐射在大部分频率范围内占主导地位，回旋加速器和非热韧致辐射只在光谱的两端起重要作用。这两个主要过程的结合可以产生同步辐射自吸收谱、瑞利-金斯谱和在某些太阳耀斑射电谱中看到的吸收平坦谱。吸收光谱比这三种类型的光谱更陡是罕见的。这三种可能的光谱类型的条件。在混合等离子体的出射光谱中观察到回旋谐波特征。这些谐波的特点，在确定磁场有用，只存在于一定的条件下，本文探讨。
1998-02-11 astro-ph
Electron-cyclotron maser emission from white-dwarf pairs and white-dwarf planetary systems
通过类比由木星和它的卫星之间的电磁相互作用提供动力的木星无线电发射，我们提出，紧密的磁-磁-白矮星对和白矮星行星系统是强射电源。本文提出了一个简单的模型来预测由损耗锥驱动的电子回旋脉塞产生的射电辐射的通量密度。来自这些系统的无线电辐射具有高亮度温度，高度极化，并随着轨道旋转而周期性变化。轨道周期<10分钟的磁-磁白矮星对的脉泽，预计在宽范围的射频上都可以探测到。在磁性白矮星附近的近轨道上的类地行星，其轨道周期为$\la 30$ hr，也可以产生可探测到的无线电发射，从而提供了一种识别地球大小的太阳系外行星的方法。
2003-02-28 astro-ph
Confirmation of the Electron Cyclotron Maser Instability as the Dominant Source of Radio Emission from Very Low Mass Stars and Brown Dwarfs
我们报告的M8.5矮星LSR J1835+3259和L3.5矮星2 MASS J 00361617 +1821104的射电观测，提供了最有力的证据，迄今为止，电子回旋脉泽不稳定性是产生超冷矮星磁层射电辐射的主要机制。正如先前对M9矮星TVLM 513-46546的报道，从两颗矮星都探测到了100%圆偏振的周期性脉冲，LSR J1835+3259和2 MASS J 00361617 +1821104的周期分别为2.84 +/- 0.01和3.08 +/- 0.05小时。重要的是，2 MASS J 00361617 +1821104也探测到了周期性的非偏振射电辐射，并且亮度温度限制排除了回旋同步辐射作为这种射电辐射的来源。来自这个和其他超冷矮星的非极化辐射也归因于电子回旋脉泽辐射，它在穿越超冷矮星磁层时已经去极化，可能是由于散射等传播效应。基于文献中的vsin i数据和来自三个已确认的电子回旋脉泽发射源TVLM 513-46546、LSR J1835+3259和2 MASS J 00361617 +1821104的周期性射电数据的旋转周期，我们确定所有三个矮星的旋转轴都接近垂直于我们的视线。这表明一个可能的几何选择效应，由于电子回旋脉泽发射的固有方向性，这可能占以前报道的超冷矮星的无线电活动和v sin i之间的关系。我们还确定矮LSR J1835+3259的半径为> 0.117 +/…
2008-05-26 astro-ph
Three-wave interactions of dispersive plasma waves propagating parallel to the magnetic field
研究了等离子体波在电子回旋频率以下平行于平均磁场传播时的三波相互作用。我们考虑阿尔文-离子回旋波，快磁声-哨声波，和离子声波。特别是弱湍流低β等离子体，如太阳日冕，冷等离子体色散关系的横波和流体描述的热等离子体的纵波。我们分析了波频率$ω$和波数$k$的共振条件，以及三种波模式的所有可能组合的波的相互作用速率，并列出了那些不被禁止的反应。
2008-10-31 astro-ph
Spitzer IRS Spectroscopy of Intermediate Polars: Constraints on Mid-Infrared Cyclotron Emission
本文介绍了11个中间极星的斯皮策红外光谱观测结果。光谱覆盖的波长范围从5.2到14 $μ$ m的所有11个对象，和更长的波长光谱的三个对象（AE Aqr，EX Hya，和V1223 Sgr）。我们还提出了新的，中等分辨率（R $\sim$ 2000）近红外光谱的五个程序对象。我们发现，在一般情况下，中红外光谱是一致的，从光学扩展到中红外的简单的幂律。有没有证据表明离散回旋发射功能的近红外或中红外光谱的任何研究的IP。如果回旋辐射发生在5.2至14.0 $μ$ m的带通中，则其构成的辐射热光度小于任何IP的1%。我们讨论了我们的研究结果的背景下的标准模型的IP。
2006-11-01 astro-ph
Cyclotron Emission and Thermalization of the CMB Spectrum
如果早期宇宙中存在弱磁场，回旋辐射可能在宇宙微波背景热化过程中起重要作用。我们在紧耦合的原始电子-光子等离子体中研究了这个过程，发现如果磁场足够大，使得等离子体效应允许回旋光子的发射，这个过程将消除黑体光谱的偏差。
2002-02-04 astro-ph gr-qc hep-ph
Photoabsorption in a plasma in a high magnetic field
用多体量子场论方法重新研究了强磁场中完全电离等离子体的光吸收。对于在电子回旋共振附近的频率，我们得到的速率显着不同意从那些在文献中。在我们的工作中，引起大部分分歧的新因素是包含共振态能量移动的最低阶实部，实际上，以前的作者只包含虚部。在质子回旋共振周围和下方的区域，我们的结果也与以前的作者不一致，原因有很多。
2010-04-05 astro-ph
Cyclotron Maser Emission from Blazar Jets?
本文研究了相对论喷流中低密度、高磁化等离子体产生的电子回旋脉塞辐射。驱动回旋脉泽不稳定性所需的粒子数反转可能发生在局部的瞬态站点，其中磁流体不稳定性，冲击和/或湍流导致沿载流通量管的磁镜像。微波激射器被泵浦，因为电子被平行的电场加速，而平行的电场是由反射镜产生的。我们估计的最大亮度温度，可以在一个单一的脉泽网站，并在一个阵列的许多脉泽同时运行，条件下可能适用于耀变体喷流。喷流中的相对论电子对同步加速器的吸收，是微波激射辐射逃逸的最大障碍，并可能使大部分辐射不可见。然而，我们认为，一个高的亮度温度可以产生在一个薄的边界层外的同步光球，也许在剪切层沿壁的射流。诱导康普顿散射对激射喷流的最大亮度温度提供了额外的限制。我们认为，最近在耀变体J1819+3845中观察到的衍射闪烁，表明在5 GHz时本征亮度温度大于10^{14} K，可以用回旋脉泽发射来解释。耀变体喷流的高亮温脉泽辐射频率可达~100 GHz，最大可能T_B约为1/频率。质量较小的相对论性喷流源，如微类星体，是产生回旋脉泽辐射的更好的候选者，主要是在红外和光学波段。
2005-02-07 astro-ph
Positron-Cyclotron Maser for the Core Emissions from Pulsars
我们用回旋脉泽理论解释了类星体磁层的核心辐射。作为一种直接而有效的脉泽型辐射，它能产生极高亮温和与磁轴夹角很小的逃逸辐射。我们发现，平行于磁场传播的O模电磁波的增长率和实频率依赖于等离子体频率$ω_p$和陀螺频率$ω_b$的比值，而不是像其它模型所描述的那样仅仅依赖于等离子体频率.发射发生在$ω_p/ω_b$的大小为$10^{-2}$的区域。相应的高度大约是中子星半径的几十倍，那里的磁场强度大约是$10^6-10^8 G$。利用该模型得到了射电辐射的定性频谱和低频截止。
1997-11-26 astro-ph
Coronal ion-cyclotron beam instabilities within the multi-fluid description
光谱观测和理论模型表明，共振波粒子相互作用，包括高频离子回旋波，作为加热和加速开放的冕洞离子的主要机制。然而，离子回旋波产生的机制仍不清楚。一种可能的情况是，源自小规模重联事件的离子束可以驱动构成离子回旋波激发的可能源的微不稳定性。为了研究离子束驱动的电磁不稳定性，采用了低β日冕等离子体中的多流体模型。在忽略电子惯性的同时，该模型允许考虑离子回旋波效应，这是单流体MHD模型所不存在的。本文利用真实的密度和温度模型以及2-D解析磁场模型来定义极冕洞开放场漏斗区的背景等离子体。考虑到WKB近似，傅立叶平面波线性模式分析，以推导色散关系。利用射线追迹理论计算了不稳定波在日冕漏斗中传播时的射线路径和增长率的演化。我们表明，在典型的冕洞条件下，假设现实的值的束速度，由平行的环境场传播的离子束提供的自由能可以驱动微不稳定性，通过共振离子回旋激发。
2007-06-07 astro-ph
Cyclotron emission effect on CMB spectral distortions
研究了与宇宙磁场（MF）相关的回旋辐射（CE）对宇宙微波背景（CMB）谱畸变演化的影响。我们计算了光子和能量注入率，包括自发和受激发射和吸收。这些CE率进行了比较与韧致辐射（BR）和双康普顿散射（DC），为现实的CMB扭曲的光谱在不同的宇宙时代。对于合理的MF强度，我们发现CE对CMB谱演化的贡献远小于BR和DC的贡献。然后，在相当一般的假设下，通过只考虑康普顿散射（CS）、BR和DC，而不是考虑耗散过程，可以推导出在各种红移下能量交换的约束。估计了CE引起的CMB极化度的上限。
2006-01-12 astro-ph
Phase-Resolved Infrared H- and K-band Spectroscopy of EF Eridani
我们提出了新的相位分辨的H和K波段光谱的超短周期磁激变变量EF Eri在其当前，长期的“低”状态下使用NIRI的Gemini-North，和NIRSPEC的凯克II。这些新数据表明，EF Eri的H波段光谱似乎在整个轨道周期中由回旋辐射主导。EF Eri的{ \it K}波段光谱在轨道周期的大部分时间内也是以回旋辐射为主，但在接近双星相位0.0时，可以看到二级星的光谱。我们的结论是强大的，高度可变的回旋辐射是负责的光度变化先前报道的EF Eri。这种回旋辐射的性质是复杂的：H带光谱显示，相位为0.5的主回旋谐波峰值在1.65 $μ$ m处，但相位为0.0的谐波峰值在1.72 $μ$ m附近。在相位0.5处，存在另一回旋特征，其峰值在H和K带之间（接近1.93 $μ$ m），但是在相位0.0处，不存在这样的特征。这些数据表明，回旋辐射从两极发生。
2004-09-29 astro-ph
Cyclotron damping and Faraday rotation of gravitational waves
本文研究了引力波在无碰撞等离子体中的传播，外加磁场与引力波的传播方向平行。由于与等离子体粒子的共振相互作用，引力波经历回旋衰减或增长，如果任何粒子种类的分布函数偏离了回旋平衡，则后一种情况是可能的。此外，我们研究如何阻尼和色散取决于温度和回旋和引力波频率之间的比率。磁场的存在导致了不同偏振态的色散关系不同，这反过来又意味着引力波的法拉第旋转。
2001-04-24 astro-ph gr-qc
Harmony in Electrons: Cyclotron and Synchrotron Emission by Thermal Electrons in a Magnetic Field
本文给出了电子在磁场中各向同性分布时产生的回旋-同步辐射的完整解。除了人为地将谐波加宽一小部分以方便数值计算之外，我们在计算中没有进行任何近似。与以前的计算相比，我们对所有相关谐波求和，并对所有粒子和观察者相对于磁场的角度进行积分。我们目前的电子温度$T=5\times10^8$ K，$10^9$ K，$2\times10^9$ K到$3.2\times10^{10}$ K的发射光谱，并提供简单的拟合公式，给出了一个相当准确的表示详细的结果。对于$T\geq3.2\times10^{10}$ K，光谱由渐近同步加速公式很好地表示，该公式通过假设辐射电子具有大于1的洛伦兹因子而获得。对于这种渐近情形，我们也给出了一个改进的拟合公式。
1996-01-12 astro-ph
Resonant Cyclotron Scattering in Three Dimensions and the Quiescent Non-thermal X-ray Emission of Magnetars
虽然磁星的表面是明亮的热X射线源，但它的光谱包含大量的非热成分。X射线发射是脉冲的，脉冲部分可以高达~ 70%。磁星的几个特性表明存在持续的静态电流流过恒星表面并在磁层内闭合。支持这些电流的电荷为1-100 keV波段的共振回旋散射提供了显著的光学深度。在这里，我们描述了一个蒙特卡罗方法来计算热种子光子的频率和角度的重新分布的磁层多重共振散射。该计算包括完整的角度依赖的回旋散射截面，相对论多普勒效应由于运动的电荷，并允许任意的粒子速度分布和磁场几何形状。我们构建合成光谱和脉冲轮廓的自旋轴，磁轴和视线的任意方向，使用自相似的，扭曲的偶极场的几何形状，并假设种子光子提供的单温黑体发射从恒星表面。脉冲轮廓和1-10 keV的光谱典型的AXP很容易产生的这个模型，与脉冲分数的~ 50%。然而，这个模型不能再现硬，上升的能量谱，在活动期间观察到的SGR，而不会过度产生的热发射峰。这表明SGR的1-100 keV发射与从一些高于~20 keV的AXP检测到的硬X射线发射具有共同的起源。
2007-04-09 astro-ph
Effects of the Geometry of the Line-Forming Region on the Properties of Cyclotron Resonant Scattering Lines
我们使用蒙特卡罗辐射转移代码检查回旋共振散射线的空间几何形状和线形成区域的光学深度的属性的依赖性。我们把大部分注意力集中在一个线形成区域，这是一个平面平行板。我们还考虑了一个圆柱形的线形成区域。在这两种情况下，线形成区域包含在平衡康普顿温度下的电子-质子等离子体，$T_c$，并且被强度为$\sim 10^{12}$高斯的均匀磁场穿过。我们考虑的几何形状，其中光子源从下面照亮的线形成区域，并且其中的光子源被嵌入在线形成区域。我们的发现对吸积动力的恒星和伽马射线爆发有影响。特别是，在吸积驱动的中子星的光谱中，回旋加速器第一谐波线两侧没有明显的肩部，这表明线形成区域要么是从下面和外面照射的，就像它是悬浮在中子星磁层中的等离子体一样，要么它有一个大的（$τ_{To} \gtrsim 10$）光学深度。此外，磁场平行于板片的板片线形成区域产生具有大$W_E$的窄线的能力表明，在某些伽马射线暴的X射线谱中观察到的线可能能够在中子星的磁赤道处捕获的等离子体中形成。
1997-03-11 astro-ph
Beam Instabilities in Magnetized Pair Plasma
研究了脉冲星磁层强磁化正负电子等离子体中的束流不稳定性。我们分析了共振条件，并估计的切伦科夫和回旋不稳定性的普通（O），非常（X）和Alfvén模式的增长率在两个限制制度：动力学和流体动力学。作为第一步，我们考虑相对论热效应，重新考虑一维对等离子体中波的色散和偏振性质。然后，我们找到切伦科夫和回旋共振的X，O和阿尔文波与粒子从初级束的位置。作为一个源的相干脉冲星辐射产生的不同的不稳定性的重要性，然后估计考虑到的角度依赖性的增长率和限制的相干波-粒子相互作用的长度所施加的曲率的磁场线。我们的结论是，在脉冲星磁层的切伦科夫型不稳定性发生在流体动力学制度，而回旋型不稳定性发生在动力学制度。我们认为，电磁回旋型不稳定性的X，O和可能的阿尔芬波更有可能在脉冲星磁层发展。
1998-07-15 astro-ph physics.plasm-ph
