Stationary Electromagnetic Fields of a Slowly Rotating Magnetized Neutron Star in General Relativity
根据Rezzolla,Ahmedov和Miller(MNRAS,322,723 2001)提出的一般形式,我们在这里推导了一个慢旋转高导磁化中子星的内外背景时空中电磁场方程的解析解。假设这颗恒星是孤立的,处于真空中,偶极磁场与旋转轴不一致。我们的结果表明,一个缓慢旋转的中子星的电磁场的修改所产生的单极和偶极部分的引力场的广义相对论效应。这里提出的结果与Rezzolla,Ahmedov和Miller(MNRAS,322,723 2001)讨论的结果不同,主要在于我们认为内部磁场是偶极的,与外部磁场具有相同的径向依赖性。虽然这一假设可能并不现实,但它应该被视为我们的形式主义在文献中经常讨论的情况下的应用。
2001-08-23 astro-ph gr-qc
General Relativistic Simulations of Slowly and Differentially Rotating Magnetized Neutron Stars
我们提出了长期(~10^4 M)的轴对称模拟的差异旋转,磁化中子星在慢旋转,弱磁场限制使用微扰度规演化技术。虽然这种方法产生的结果相比,通过非微扰(BSSN)进化技术,微扰度量求解器进行的模拟需要约1/4的计算资源,在给定的分辨率。这种计算效率使我们能够以非常高的分辨率观察和分析磁制动和磁旋转不稳定性(MRI)的影响。我们的模拟结果表明:(1)只有当最快增长模式的波长被超过10个网格点分辨时,才能观察到MRI;(2)随着分辨率的提高,MRI增长率收敛,但由于MRI的小尺度湍流性质,最大增长幅度增加,但即使在最高分辨率下也不表现出收敛;(3)与分辨率无关,当能量被缠绕的磁场从差动旋转中消耗掉时,磁制动驱动恒星朝向均匀旋转。
2006-09-22 astro-ph gr-qc
Polarized X-Ray Emission from Magnetized Neutron Stars: Signature of Strong-Field Vacuum Polarization
在强磁化中子星的大气等离子体中,真空极化可以引起类似Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein的共振,通过这种共振,X射线光子可以(取决于其能量)从一种模式转换到另一种模式,从而显著改变不透明度和极化。我们表明,这种真空共振效应在中子星的表面发射中产生了独特的与能量相关的极化特征。对中子星极化X射线的探测可以提供强场量子电动力学的直接探测,并可以约束中子星的磁场和几何形状。
2003-08-18 astro-ph
Multidimensional thermal structure of magnetized neutron star envelopes
最近发射的x射线望远镜已经发现了几颗孤立的中子星。来自这些天体的热辐射可能会限制我们对核物理学的理解,而这一领域是陆地实验无法达到的。为了将观测到的来自中子星的通量转化为约束条件,需要精确计算通过中子星的薄绝缘包层的热传递。我们描述了磁场高达10^{14} G的中子星包层的热结构模型。与以前的工作不同,我们推断的包络模型在两个维度的属性,并精确地占电子相空间的量子化。偶极和均匀磁化的信封被认为是。
1998-08-12 astro-ph
Rapid cooling of magnetized neutron stars
用相对论Dirac-Hartree方法计算了磁场存在下中子星中由直接URCA过程产生的中微子发射率。在夸克或超子物质环境中,核子直接URCA过程的发射率相对于纯核物质的发射率被抑制。在所有研究的情况下,磁场增强发射率相比,无场的情况下。
1998-04-15 astro-ph
General Relativistic Electromagnetic Fields of a Slowly Rotating Magnetized Neutron Star. I. Formulation of the equations
本文给出了慢旋转磁化中子星内外背景时空中麦克斯韦方程组的解析解。这颗恒星被认为是孤立的,处于真空中,偶极磁场与旋转轴不一致。相对于平坦时空的解,广义相对论引入了与引力场的单极和偶极部分相关的修正。特别是,我们表明,在无限的电导率的情况下,由于参考系的拖动广义相对论修正是存在的,但只有在电场的表达式。然而,在有限电导率的情况下,由于时空曲率和参考系的拖曳引起的修正在感应方程中出现。这些修正可能与类星体和磁星的磁场演化有关。所发现的解,虽然是通过一些简化的假设得到的,但反映了一个相当一般的物理结构,因此可以用于各种天体物理情况。
2004-05-07 astro-ph gr-qc
Resonance accretion on the magnetized rotating neutron star
结果表明,吸积盘激发了末端冻结在中子星表面的磁场管的阿尔芬振荡本征模。当本征阿尔芬频率与开普勒盘旋转频率和中子星旋转频率之差一致时,共振发生。这个模型解释了kHz波段QPO振荡的两条窄线,并可用来计算X射线双星中中子星的质量和半径。
2001-03-21 astro-ph
Superfluid Heat Conduction and the Cooling of Magnetized Neutron Stars
我们报道了一种新的中子星壳热传导机制。我们发现,集体模式的超流中子物质,称为超流声子(sPhs),可以影响热传导磁化中子星。当磁场$B \gsim 10^{13}$ G.在密度为$ρ\simeq 10^{12}-10^{14} $ g/cm $^3$时,由sPh引起的电导率显著大于由晶格声子引起的电导率,并且与温度为$\simeq 10^8$ K时的电子电导率相当。这种新的热传导模式可以限制高磁化中子星表面的各向异性。磁化中子星在有和没有超流热传导的情况下的冷却曲线可以显示出观测上明显的差异。
2008-07-29 astro-ph nucl-th
Surface Temperature of Magnetized Neutron Stars
我们表明,预期的不均匀的温度分布诱导在表面的中子星的磁化信封中的热输运的各向异性,使我们能够很好地理解所观察到的脉冲轮廓的四个附近的中子星的表面热发射已被检测到。然而,由于引力透镜,偶极磁场是不够的,所观察到的高脉冲分数迫使我们包括一个四极组件。
1996-01-31 astro-ph
Dynamics of a self-gravitating magnetized neutron source
利用前人研究[2]中得到的磁化中子气体的状态方程,研究了存在磁场时自引力中子气体的动力学。我们工作在一个由卡斯纳度规表征的比安奇I时空中,这个度规允许我们考虑引入磁场的各向异性。这种气体的爱因斯坦-麦克斯韦场方程组成为四维相空间中的动力学系统。我们得到了系统的数值解。特别地,对于不同的初始条件,存在唯一的点样解。物理上,这个奇异解可能与中子星内中子物质局部体积的坍缩有关。
2008-10-15 astro-ph
Neutron star long term cooling - Joule heating in magnetized neutron stars
本文对强磁场(B > 1 e13高斯)作用下中子星的冷却过程进行了二维数值模拟。研究了磁场衰减对冷却曲线的影响。我们表明,焦耳热效应是非常大的,在某些情况下控制的热演化。我们描述了由磁场引起的温度各向异性,并预测了孤立中子星演化早期和晚期的表面温度分布,将我们的结果与孤立中子星的观测数据进行了比较。
2008-03-04 astro-ph
General Relativistic Electromagnetic Fields of a Slowly Rotating Magnetized Neutron Star. II. Solution of the Induction Equations
本文数值求解了慢转磁化中子星内部背景时空中的广义相对论感应方程。在最近的一篇论文中(Rezzolla et al 2001 a)讨论了这些方程的解析形式,其中由于时空曲率和参考系的拖曳而引起的修正被证明是存在的。通过大量的计算,我们研究了磁场随恒星自转速率、磁矩与自转轴倾角以及电导率的变化。所有这些计算都是针对一个恒温的相对论性多方恒星进行的,并利用了初值问题的一致性解决方案,避免了使用人工解析函数。我们的结果表明,存在着由时空旋转引入的广义相对论效应,这种效应会降低磁场的衰减率。然而,旋转引起的修正通常被中子星物质的高电导率所隐藏,当考虑电导率的实际值时,即使对于已知最快的脉冲星,这些修正也可以忽略不计。
2001-12-03 astro-ph gr-qc
Radiative transitions of the helium atom in highly magnetized neutron star atmospheres
最近对热辐射孤立中子星的观测揭示了可以解释为磁化中子星大气中He辐射跃迁的光谱特征。用Hartree-Fock方法计算了He原子在10^12 G ~ 10^14 G的强磁场中的光电离截面.给出了方便的截面拟合公式以及各种束缚-束缚跃迁的振子强度。利用微扰理论研究了有限核质量对辐射吸收截面的影响。
2008-01-18 astro-ph
Thermal structure and cooling of neutron stars with magnetized envelopes
利用现代物理输入研究了具有磁化包层的中子星的热结构。计算了内部温度(T_i)与局部表面温度(T_i)之间的关系,并用解析表达式拟合了磁场强度B(0 ~ 10^{16} G)和任意磁力线倾角的关系。计算了偶极磁场作用下中子星的光度,并拟合为B、Ti、恒星质量和半径的函数。此外,我们还模拟了具有磁化包层的中子星的冷却。特别是,我们分析了超磁化的信封的磁星和磁场的船帆座脉冲星上的中子和质子超流体的临界温度在其核心的测定的影响。
2001-06-19 astro-ph
THERMAL RADIATION FROM MAGNETIZED NEUTRON STARS: A look at the Surface of a Neutron Star.
ROSAT探测到了附近四颗年轻中子星的表面热辐射。假设黑体发射,观测到的光变曲线的显著脉动可以解释为由于地壳磁场对从热的内部向较冷的表面的热流动的影响而产生的大的表面温差。然而,在Geminga中观察到的调制的能量依赖性与黑体发射是不相容的:这种效应将给我们一个强有力的约束模型的中子星表面。
1995-01-11 astro-ph
Model atmospheres and thermal spectra of magnetized neutron stars
利用X射线仪器对几颗中子星的热表面辐射进行了高光谱、高空间和高时间分辨率的探测。这些观测允许对源的基本性质进行直接研究,但需要模型大气和光谱进行仔细解释。我们描述了一个强大的和可扩展的实现完全线性化计算孤立冷却中子星的光谱的广泛的温度和磁场。在$B \leq 10^{14}$ G.
2003-03-25 astro-ph
Thermal structure and cooling of superfluid neutron stars with accreted magnetized envelopes
利用量子化磁场中等离子体的最新热导率以及强磁场中部分电离氢的状态方程和辐射不透明度,研究了具有吸积物质的磁化包层的中子星的热结构.内部和局部表面温度之间的关系计算和拟合的内部温度,磁场强度,场线之间的角度和法线的表面,表面重力,和吸积材料的质量的解析函数。对于不同的吸积质量、内部温度和磁场强度值,计算了具有偶极磁场的中子星的亮度。利用这些结果,我们模拟了具有磁化吸积包层的超流中子星的冷却。我们考虑慢和快冷却制度,特别注意低质量超流中子星的非常缓慢的冷却。在后一种情况下,冷却强烈影响的磁化吸积信封和中子超流性在恒星地壳的综合作用。我们的结果是重要的解释孤立的中子星最热的年龄,如RX J 0822 -43和PSR B1055-52的观测。
2003-09-17 astro-ph
On The Problem with Only Zeroth Landau Level Occupancy of Electrons / Protons in Strongly Magnetized Neutron Star Matter in $β$-equilibrium Condition- The Role of Anomalous Magnetic Moments
结果表明,在$β$ -平衡条件下,强磁化中子星物质中只有零朗道能级被电子占据时,质子和中子物质扇区都是自旋对称的.然而,对中子物质扇区泡利顺磁性的研究表明,这种情况在物理上是不可能的。它也表明,在致密恒星强子物质中的$β$ -平衡在强量子化磁场的存在下,与$σ-ω-ρ$交换型平均场相互作用,并与包括磁偶极矩不允许电子只占据零朗道能级。
2006-08-20 astro-ph
Neutrino synchrotron emission from dense magnetized electron gas of neutron stars
研究了强磁场中相对论简并电子对中微子对的同步辐射。特别注意的情况下,其中占主导地位的贡献来自一个或几个最低的回旋谐波。计算使用精确的量子形式主义和准经典的方法。简单的分析适合中微子同步辐射率的磁化,简并和相对论性的电子气提供的电子填充无论是许多朗道水平或地面水平单独的域中获得。讨论了冷却中子星内部中微子同步辐射能量损失的意义。
1997-08-20 astro-ph
Nonideal strongly magnetized plasmas of neutron stars and their electromagnetic radiation
本文研究了构成磁性中子星外层的非理想强磁化等离子体的状态方程、极化和辐射性质。对部分电离的氢大气和这些恒星的凝聚氢或铁表面进行了详细的计算。这是astro-ph/0511803的姊妹篇
2005-12-05 astro-ph physics.plasm-ph
Cohesive property of magnetized neutron star surfaces: Computations and implications
凝聚态物质在强磁场中的结合能是表征磁化中子星表面的一个基本量。内聚能是指在零压力下将原子从大块凝聚物质中拉出所需的能量。脉冲星和磁星磁层的理论模型依赖于强磁场中表面物质的内聚性质。例如,取决于表面物质的内聚能,脉冲星极冠上方的加速区(“极隙”)可能会形成,也可能不会形成。此外,如果中子星表面发生凝聚,会显著影响孤立中子星的热辐射。我们描述了我们的计算在强磁场中的物质的凝聚力的性质,并讨论了我们的结果的影响,最近的观测中子星表面发射以及检测/未检测到的无线电发射的磁星。
2007-01-11 astro-ph
Differential Rotation in Weakly-Magnetized Neutron Star Atmospheres
弱磁化中子星的大气层在热核X射线爆发时会流体静力膨胀,并有差异地旋转。差异旋转可能与大约十几颗核动力X射线脉冲星所表现出的毫秒爆发振荡的频率漂移有关。在这里,我们分析的线性稳定性,相对于本地的,轴对称的,多扩散的MHD扰动,在不同的高度在中子星的大气中,这种微分旋转。不稳定的磁旋转模式被确定从内到燃烧层以上。增长最快的模式的属性敏感地依赖于局部磁场的几何形状。线性估计表明,由于磁旋转不稳定性的动量输运可以影响大气旋转配置文件的时间尺度相关的爆发振荡。这种输运可能会加强爆发振荡的相干性,并有助于它们的漂移。
2004-05-17 astro-ph
Bulk Viscosity of Magnetized Neutron Star Matter
研究了磁场对中子星中核物质体粘滞系数的影响。我们采用相对论平均场论的框架来观测中子星中致密的核物质。首先研究了当磁场不超过将电子限制在最低朗道能级的临界值时的效应。然后,我们考虑的情况下,强磁场来评估粘度的URCA过程,并表明不等式$p_{F}(e)+p_{F}(p)\geq p_{F}(n)$不再需要满足URCA过程进行。
2000-07-13 astro-ph
Magnetized Neutron Star Mergers and Gravitational Wave Signals
在完全广义相对论和理想磁流体动力学(MHD)耦合下,研究了磁场对中子星合并产生的引力波动力学的影响。我们考虑两个合并的情况下,一个在那里的恒星开始与初始对齐极向磁场和一个没有磁场。这两个合并的结果在一个强烈的差异旋转的对象。与非磁化的情况相比,对齐的磁场延迟了两颗恒星的最终合并。在合并过程中和合并后,我们观察到的现象驱动的磁场,包括剪切层中的开尔文-亥姆霍兹不稳定性,绕组的磁力线,从极向到环向场的过渡。这些效应不仅会产生电磁辐射,而且会对引力波产生强烈的影响。因此,有研究这两种类型的波的系统是有前途的前景。
2008-06-09 astro-ph gr-qc physics.comp-ph
Dynamics of the Flows Accreting onto a Magnetized Neutron Star
采用基于分裂的修正一阶Godstrom方法数值模拟了磁化中子星表面的非定常柱吸积过程。激波的形成和演化是在吸积速率为10^{15} g/s到10^{16} g/s和表面磁场为5*10^{11} G到10^{13} G的条件下模拟的。得到了等离子体减速的非定常解,吸积流的动能有效地转化为回旋辐射场。流动的无碰撞停止允许相当大一部分的吸积CNO核避免溅射并到达表面。核的存活分数取决于表面磁场,在较低的磁场较高。
2004-12-14 astro-ph
The Magnetospheric Flare on Compact Magnetized Object (Neutron Star or White Dwarf) - Model for Cosmological Gamma-Ray Burst (GRB)
封闭双星的SN爆发可以产生具有GRB性质的磁层耀斑。SN激波围绕磁化中子星或白矮星的磁层流动,产生一个长10^9厘米、宽10^8厘米的窄磁尾和10^6高斯的磁场。快粒子(洛伦兹因子为10 ^4),通过重联过程在尾部产生,放射性伽马射线的能量为100 KeV - 1 MeV。辐射持续时间T<1秒对应于短GRB。分离后,强大的冲击力会撕裂并加速部分尾部。这是相对论性的强磁化喷流,产生伽马辐射,也产生X射线和光学余辉。这是长(T> 10秒)伽玛射线暴。余辉的持续时间与光子能量成反比,对于光学器件而言,余辉的持续时间长达数月。
2002-06-18 astro-ph
Cold ideal equation of state for strongly magnetized neutron-star matter: effects on muon production and pion condensationn
具有非常强的表面磁场的中子星被认为是观测到的软伽马中继星(SGR)的起源地。本文研究了这种强磁场对磁化中子星(磁星)性质和内部结构的影响。研究了在有和没有反常核子磁矩的情况下,在磁场中简并平衡理想中子-质子-电子气体的性质。足够强的磁场的存在改变了质子与中子的比率以及中子滴密度。我们还研究了在强磁场中μ子和π凝聚的出现。我们讨论了磁星内部的玻色子凝聚可能是SGR源的可能性。
2000-09-01 astro-ph nucl-th
Quantum Vacuum Friction in Highly Magnetized Neutron Stars
本文计算了高磁化中子星与量子真空摩擦的能量损失,即量子真空摩擦(QVF)。考虑到光-光相互作用的有效海森堡-欧拉拉格朗日量的单圈修正,我们推导出QVF的解析表达式,使我们能够考虑恒星表面高达$10^{11} $ T的磁场。在强磁场高于QED临界场的磁星中,我们发现QVF引起的能量损失在能量损失过程中占主导地位。这具有重要的后果,特别是对磁场的推断值。这也表明需要独立的测量磁场,能量损失率和制动指数,以充分表征磁星。
2008-04-25 astro-ph
Can There be Quark Matter Core in a Strongly Magnetized Neutron Star?
研究了强量子化磁场对中子星核内夸克物质液滴成核和初生夸克相化学演化的影响。夸克相位的表面能是热力学发散的。因此,不可能有一个一阶跃迁到夸克相。然而,除非场强超过$10^{20}$ G,否则金属-绝缘体类型的二级转变是可能的。对新生夸克相化学演化的研究表明,在$β$-平衡时,系统变得能量不稳定。
1999-12-28 astro-ph
Axisymmetric toroidal modes of magnetized neutron stars
我们计算了具有固体壳的磁化中子星的轴对称环形模。我们假设恒星内部有一个极向磁场穿过,该磁场在表面与外部偶极场连续,其在磁极处的强度为$B_p$ G。由于分离的变量是不可能的磁化星的振荡,我们采用有限的级数展开的扰动使用球谐函数来表示的角度依赖的振荡模式。对于$B_p\sim 10^{16}$ G,我们发现不同的模式序列,在每一个环形模式的振荡频率缓慢增加的径向节点的本征函数的数目增加。$B_p\sim 10^{16}$ G的环形模的频谱与非磁化模型的地壳环形模的频谱有很大的不同,尽管频率范围彼此重叠。这表明,如果恒星的磁场强度与$B_p\sim 10^{16}$ G一样强,那么基于磁环模式对观测到的QPO进行解释是可能的。
2007-10-26 astro-ph
Funnel-flow accretion onto highly magnetized neutron stars and shock generation
本文对强磁化中子星上的稳态漏斗流吸积进行了新的研究,包括激波产生的全面处理。作为第一步,我们采用一个简化的模型,考虑牛顿理论内的流动和忽略辐射压力和冷却。该流动从吸积盘开始,然后沿着磁场线,在磁极上形成跨音速漏斗流。在气流的某一点会发生一个静止激波,在此之外,物质会以亚音速的方式以高压和高密度的方式吸积到恒星上。我们计算的位置的驻激波和所有其他功能的流动内的假设,我们的模型。应用观察到的X射线光谱仪进行了讨论。
2008-04-18 astro-ph
Early optical-IR emission from GRB 041219a: neutron-rich internal shocks and a mildly magnetized external reverse shock
伴随着长伽马射线暴(GRB)041219 a发现了非常早期的光学和近红外(IR)辐射。我们表明,在瞬发辐射过程中跟踪γ射线光变曲线的光学/红外闪光可以理解为富中子内激波的辐射,正如Fan & Wei所建议的那样。瞬发相后的K_s波段余辉光变曲线可以很好地模拟为反向激波和正向激波分量的叠加。无线电资料也支持反向冲击的解释。
2005-06-09 astro-ph
Atmospheres and Spectra of Strongly Magnetized Neutron Stars -- III. Partially Ionized Hydrogen Models
我们构造了处于辐射平衡的磁化中子星的部分电离氢大气模型,其表面场B= 10 ^12 -5 \times 10 ^14 G,有效温度T_eff \sim为几个\times 10 ^5 - 10 ^6 K。这些模型是基于最新的状态方程和磁化,部分电离的氢等离子体,考虑到各种磁性和稠密介质的影响不透明度的结果。大气层直接决定了孤立中子星的热辐射特性。对于B=10^12-10^13 G的模型,由于中性原子的光谱特征位于极紫外和极软X射线能带,因此难以观察。然而,连续通量也不同于完全电离的情况,特别是在较低的能量。对于超强场模型(B \ga 10 ^14 G),我们证明了真空极化效应不仅抑制了质子回旋加速线,而且抑制了由于束缚物种而产生的光谱特征;因此,当中子星磁场为\ga 10 ^14 G时,热辐射中的谱线或特征更难观察。
2003-09-09 astro-ph
Observing Quantum Vacuum Lensing in Magnetized Neutron Star Binary System
本文研究光在磁化中子星附近的传播。由于在存在磁场的情况下量子真空的光学性质,背景天体发射的光发生偏移,从而产生与引力现象相同的现象。我们给出了这种效果的定量估计,我们讨论了它的观察的可能性。我们发现,这种效果可以检测到最近发现的双中子星系统J 0737 -3039的演变监测。
2005-04-06 astro-ph quant-ph
The influence of asymmetry on a magnetized proto-neutron star
利用相对论平均场论(RMF),研究了质子分数的变化对原中子星参数和组成的影响,质子分数的变化与中子过剩和系统的不对称性直接相关。得到的状态方程的形式允许构建质量半径关系,并表明,增加不对称性创造更多的紧凑型恒星。δ介子与非线性矢量介子相互作用项和磁场一起的加入使这种效应更强。
2002-12-13 astro-ph nucl-th
2D Cooling of Magnetized Neutron Stars
背景:许多热发射孤立中子星的磁场大于10 ^13 G。应重新考虑包含高磁场的现实冷却模型。目的:研究各向异性温度分布和焦耳加热对磁化中子星冷却的影响。研究方法:二维热传导方程的各向异性的热导率张量,并包括所有相关的中微子发射过程求解的中子星内部和地壳的现实模型。结果如下:磁场的存在对中微子冷却早期和光子冷却晚期的热表面分布和冷却历史都有显著的影响。结论:焦耳加热对强磁化中子星的热演化有很大的影响。磁场和焦耳加热都在使磁星长时间保持温暖方面起着关键作用。此外,这种效应对中等场中子星是重要的,在射电宁静的孤立中子星或高磁场射电中子星中应加以考虑。
2008-04-17 astro-ph hep-ph nucl-th
Axion cyclotron emissivity of magnetized white dwarfs and neutron stars
对于任意磁场强度B,导出了磁化电子气发射轴子a由于过程$e^- \to e^- +a$的能量损失率。要求强磁化中子星的轴子光度小于中微子光度,我们得到的约束$g_{ae}\lsim 10^{-10}$的轴子电子耦合常数。这个极限比Borisov和Grishina用同样的方法推导出的界限要弱得多。将类似的论点应用于磁性白矮星,会得到更严格的$g_{ae}\lsim 9x10^{-13} (T/10^7 K)^{5/4} (B/10^{10} G)^{-2}$束缚,其中T是白矮星的内部温度。
1997-04-08 astro-ph hep-ph
Magnetized Atmospheres around Accreting Neutron Stars
本文详细研究了高磁场($B\gtrsim 10^{12}$ G)低光度($L\lesssim 10^{33}$ erg/s)吸积中子星周围的大气。通过求解简正波的传输方程,耦合到流体静力学方程和能量平衡方程,计算了平面平行纯氢介质的大气结构、强度和出射光谱。在以前的研究中发现的硬尾吸积,非磁性中子星具有可比的亮度被抑制和X射线光谱,虽然仍然比黑体在恒星有效温度硬,几乎是普朗克的形状。吸积大气的光谱,无论是高,低领域,被发现表现出显着过剩的光学波长以上的瑞利-金斯尾巴的X射线连续谱。
2000-02-01 astro-ph
Magnetohydrodynamic Simulations of Accretion Disks around a Weakly Magnetized Neutron Star in Strong Gravity
我们对弱磁化中子星周围的吸积盘进行了二维高分辨率磁流体动力学(MHD)模拟。利用Paczenski,B.,P. J. Witta(1980年)。当磁环连接中子星和吸积盘时,来自吸积盘或旋转的中子星的扭曲注入触发了磁环的膨胀。由于膨胀的磁环阻止了流向中子星的磁极的物质流入,盘状物质就聚集在磁层和盘状物质的边界上。在磁环中发生的磁重联创造了一个通道,盘物质可以沿着这个通道吸积并卸载磁层。这个过程产生准周期性变化的吸积流在最里面的区域的磁盘。我们发现了两种振荡。一种是由磁重联调节的磁层振荡。另一种是径向圆盘振荡。振荡的典型频率为100 Hz至2 kHz。此外,我们预测QPO源不可避免地伴随着X射线耀斑的磁重联和双极流出的热X射线发射等离子体类似的光学喷流在原恒星。
2001-04-17 astro-ph
Proton Cyclotron Features in Thermal Spectra of Ultra-magnetized Neutron Stars
最近,人们对软$γ$射线中继器(SGR)和异常X射线源(AXP)中可能含有{ \em磁星}(具有磁场$\gtrsim 10^{14}$ G的年轻中子星)的可能性产生了极大的兴趣。在本文中,我们计算的亮度和磁场的值被认为是相关的SGR和AXP的超磁化中子星的热谱。出现的光谱被发现是非常接近的黑体在恒星的有效温度和质子回旋能量$E_{c,p}\simeq 0.63 (B/10^{14} {\rm G})$ keV表现出独特的吸收功能。质子回旋特征(PCF)是显著的(高达数百eV的等效宽度)和相对宽的($ΔE/E \sim 0.05-0.2$)。PCF的检测完全在现有X射线光谱仪的能力范围内,如钱德拉上的HETGS和METGS。他们的观测可能为磁星的存在提供决定性的证据。
2001-05-21 astro-ph
Atmospheres of Magnetized Neutron Stars: Vacuum Polarization and Partially Ionized Models
通过求解磁化氢等离子体中两种偏振模式的全辐射转移方程,我们构造了处于辐射平衡的磁化中子星氢大气模型,其表面场B=10^12- 5 × 10^14 G,有效温度T_eff为几× 10^5-10^6 K。大气层直接决定了孤立中子星的热辐射特性。我们研究了真空极化和束缚原子对大气结构和光谱的影响。对于较低的磁场模型(B 10 ^12 G),由于中性原子的光谱特征位于极端紫外和非常软的X射线能量,因此不太可能被观察到。然而,连续通量也不同于完全电离的情况,特别是在较低的能量。对于更高的磁场模型,我们发现真空极化软化了热谱的高能尾部。我们发现,这种连续通量的降低不仅强烈地抑制了质子回旋加速线,而且还抑制了束缚态物质的光谱特征;因此,当中子星磁场> 10 ^14 G时,热辐射中的谱线或特征更难观察到。
2002-12-03 astro-ph
Equation of state and opacities for hydrogen atmospheres of strongly magnetized cooling neutron stars
我们研究了温度T = 10^{5.5}-10 6. 5} K,磁场B = 10^{12}-10 13} G的部分电离氢等离子体,这是典型的孤立中子星光球。本文建立了等离子体自由能的解析模型,导出了用于计算不透明度的广义Saha方程。
1999-03-09 astro-ph physics.plasm-ph
On the electrodynamics of a magnetized rotating accretor
我们考虑了吸积旋转中子星(X射线中子星)中的电流流动,并提出活动磁层受到阿尔文面的限制。给出了中子星中电流引起的光度和力矩的计算公式,并简要讨论了Her X-1和LMXRB等系统的天体物理学结果。
1995-03-21 astro-ph
On Cooling of Magnetized Neutron Stars
利用磁场产生的各向异性表面温度分布的真实模型,模拟了偶极磁场对中子星的冷却。抑制恒星外层的电子热传导率,增加了磁赤道附近这些层的热隔离。量子化磁场中辐射和纵向电子热导率的增强降低了磁极附近的热隔离。对于$B \ga 10^{10}$ G,隔离的赤道增加是明显的,而对于$B \ga 10^{12}$ G,隔离的极性减少是明显的。这两种效应部分地相互补偿,磁场对冷却的实际影响比忽略赤道效应的传统理论所预测的要小。
1996-04-19 astro-ph
Accretion to a Magnetized Neutron Star in the "Propeller" Regime
我们研究球形吸积旋转磁化恒星的“螺旋桨”制度使用轴对称电阻磁流体动力学模拟。如果磁层半径大于共转半径而小于轻圆柱半径,则预测会发生该制度。模拟显示,吸积物质从磁层的赤道区域排出,并以超音速的盘状流出远离恒星。在较大的径向距离上,外流速度减慢,变成亚音速。赤道物质外流最初由离心力驱动,但在更大的距离上,压力梯度力变得显着。我们发现的分数的邦迪吸积率的吸积到表面的恒星。
2006-07-10 astro-ph
Physics of Strongly Magnetized Neutron Stars
最近有越来越多的证据表明中子星的存在,其磁场强度超过了$4.4 \times 10^{13}$ G的量子临界场强,在该场强下回旋能量等于电子静止质量。新发现的具有非常高的自旋下降速率的射电双星和观测到的称为磁星的伽玛射线爆发源提供了这方面的证据。本文将讨论这种高场机制的奇异物理学,其中一系列新的过程成为可能,甚至占主导地位,熟悉的过程获得不寻常的特性。本文综述了中子星内部和磁层中重要的物理过程,包括自由粒子、原子、分子、等离子体和凝聚态物质在强磁场中的行为,光子在磁化等离子体中的传播,自由粒子的辐射过程,中子星内部的物理,以及场的演化和衰变机制。还将讨论这种过程在天体物理源模型中的应用,包括旋转动力源星、软伽马射线中继器、异常X射线源星和吸积X射线源星。在这篇评论中,我们将强调高磁场过程的观测特征,以及仍有待理解的理论问题。
2006-07-11 astro-ph
Anisotropic thermal emission from magnetized neutron stars
孤立的中子星的热辐射还没有得到很好的理解。的X射线光谱是非常接近的黑体,但有一个系统的光学过剩通量相对于外推到低能量的最佳黑体拟合。结合观测到的X射线通量脉动,我们可以用表面温度分布的各向异性来解释这一事实.为了解释各向异性的起源,我们研究了具有强磁场的中子星的热辐射.我们在中子星壳和凝聚包层中找到了热输运方程的轴对称定态解。电导率张量中的各向异性是一致的。预期强度的磁场的存在导致表面温度的各向异性。模型的环形组件类似于或大于极向场的定性再现孤立的中子星观察到的光谱特性和变化。我们的模型还预测在0.2和0.6千电子伏之间的能量的光谱特征。
2006-02-24 astro-ph
Chemical Evolution of Strongly Magnetized Quark Core in a Newborn Neutron Star
研究了强磁场作用下新生致密中子星中初生夸克物质核的化学演化。得到了强磁场存在下简并夸克物质核中奇异夸克产生的有效速率。研究表明,在强磁场的存在下,夸克物质的核心变得能量不稳定,因此在这种情况下,在紧凑的中子星中心的夸克物质的解除禁闭过渡是不可能的。发现中心核处使系统相对于致密核物质能量不稳定的临界磁场强度为$\sim 4.4\times 10^{13}$ G。这是电子的朗道能级被填充的典型强度。讨论了在这种高密度和超强磁场环境下的其他可能的相变。
1998-11-16 astro-ph
Modelling mid-Z element atmospheres for strongly-magnetized neutron stars
我们构建了强磁化中子星大气的模型,该模型由中Z元素(碳、氧和氖)组成,磁场B=10^{12}-10 ^<$13} G,有效温度Teff=(1-5)* 10 ^6 K;这是通过首先解决与强磁化等离子体相关的物理问题并计算状态方程和偏振相关的不透明度来完成的。然后通过求解静力平衡和辐射平衡下的辐射转移方程,得到大气结构和光谱。与在相关温度下的氢不透明度相反,中Z元素不透明度由许多束缚-束缚和束缚-自由转变主导。因此,温度曲线更接近灰色曲线,光球密度低于氢的情况。中Z元素大气光谱明显比氢大气光谱软,并显示出许多吸收线和边缘。大气光谱对地表成分和磁场有很强的依赖性,而对地表重力的依赖性很弱。吸收线主要由运动斯塔克效应和(未知的)表面磁场分布加宽。考虑到从几个孤立的中子星观察到的多重吸收特征,有可能确定,与现有的X射线数据,表面成分,磁场,温度和引力红移,我们提出我们的模型光谱和中子星1E1207.4-5209和RX J1605.3+3249之间的定性比较。未来的高分辨率X射线任务,如星座-X,将通过分辨窄吸收特征来高精度地测量引力红移,当与半径测量相结合时,将有可能唯一地确定孤立中子星的质量和半径。(节录)
2007-02-23 astro-ph
Polarization Modes in a Strongly Magnetized Hydrogen Gas
我们研究了孤立中子星大气中强磁化氢气中简正模的性质。从极化张量出发,采用解析近似和数值计算相结合的方法,导出并计算了简正模的极化和吸收系数。我们发现,磁化氢的束缚-束缚和束缚-自由跃迁的光谱特征和各向异性表现在极化特性上,极化特性对中子星大气中简正模吸收系数和辐射传输的光谱和角度依赖性有重要影响.
1995-12-13 astro-ph
Magnetized Iron Atmospheres for Neutron Stars
利用Hartree-Fock方法,我们计算了铁原子在磁场B ~ 10^13 G中的能级和光子截面.利用这些数据计算电离平衡和简正模不透明度,构造了5.5 < Log(T_eff)< 6.5的LTE中子星模型大气,并计算了出射谱。我们研究了出射光谱与T_eff和B的关系。我们还显示了光谱随磁场和大气法线之间的角度的变化,并描述了显着的临边暗化的X射线波段。这些结果进行了比较,最近详细的计算中子星H模型大气中的高场和低场的Fe和H模型的大气构造详细的不透明度。不同的表面组成的大的光谱差异可能是可辨别的与目前的X射线数据,我们还注意到需要改进,以允许Fe模型与高质量的光谱进行比较。
1996-10-24 astro-ph
Neutrino Transport in Strongly Magnetized Proto-Neutron Stars and the Origin of Pulsar Kicks: I. The Effect of Parity Violation in Weak Interactions
本文介绍了在强磁场中由于宇称破缺而产生的非对称中微子不透明度下的中微子冷却计算。4月初,通过P. Arras和D. Lai在康奈尔大学的研究(见astro-ph/9806285),我们意识到这篇论文包含一个严重的缺陷:尽管中微子散射不透明度不对称地依赖于初始和最终的中微子动量,但细致平衡要求在原中子星的整体内部没有多次散射的累积效应,在那里局部热力学平衡适用于一个很好的近似。因此,该论文于4月从ApJ撤回。同样在4月,我们向ApJ Lett提交了一份勘误表。指出这个错误。(The勘误表将出现在1998年7月1日的ApJ Lett上。
1998-06-21 astro-ph
Pauli Paramagnetism of Neutron Star Matter and the Upper Limit for Neutron Star Magnetic Fields
本文发展了强磁化中子星内$n-p-e$系统的泡利顺磁性的相对论版本。得到了这些组分完全极化时的磁场强度饱和值的解析表达式。从电子元件的全极化组态出发,预测了中子星磁场的上限。结果表明,如果组分是电子、质子和中子,处于$β$平衡,磁星作为强磁化的年轻中子星是不可能存在的。有人提出了另一种模式。
2002-09-02 astro-ph
Ionization and dissociation equilibrium in strongly-magnetized helium atmosphere
最近对中子星的观测和理论研究表明,它们的大气层不是由氢或铁组成,而是可能由其他元素如氦组成。我们在磁化中子星的大气中计算了氦的电离和离解平衡。这是第一次调查包括内部自由度的氦分子。我们发现,在中子星大气的温度和密度下,氦分子的旋转振动激发被填充。相对于忽略分子内部状态的计算,包含这些激发态会使分子的预期丰度增加两个数量级;因此,如果中子星的大气层确实由氦组成,那么氦分子和可能的聚合物将构成大气层的大部分,并在观测到的中子星光谱上留下特征。我们将计算结果应用于B_{dipole} ~10^{13}-10 ^<$14} G的射电宁静中子星。如果氦构成了它们的大气层,我们的研究表明,T_{BB} ~10^6 K的孤立中子星,如RXJ 0720.4 -3125和RXJ 1605.3 +3249,将主要含有He^+离子,而温度较低的孤立中子星(T_{BB} ~ 5 × 10^5 K),如RXJ 1856.5 -3754和RXJ 0420.0 -5022,则含有一定比例的氦分子。如果氦分子丰富,它们的光谱特征可以在光学、紫外和X射线波段被检测到。(节录)
2007-02-23 astro-ph