Investigations of the magnetospheric plasma distribution in the vicinity of a pulsar - I Basic formulation
利用一个新的相对论并行三维粒子模拟程序DYMPHNA 3D研究了不同倾角脉冲星附近磁层等离子体的分布。DYMPHNA 3D使用与真空中旋转的磁化导电球相关的电磁场（脉冲星场）和由于脉冲星周围磁层等离子体的存在而产生的电磁场（等离子体场）的叠加作为总场。等离子体的移动自洽通过磁层使用PIC方法。我们的初步模拟结果在这里。这些显示类似的解决方案，从以前的数值模拟，其中显示的基本等离子体分布在附近的对齐旋转的中子星，包括两个极性圆顶和赤道环面被困的非中性等离子体的相反的符号。对准的情况是其中磁偶极矩和恒星的旋转轴之间的倾角为零的情况。此外，我们的代码允许离轴模拟，并且我们已经发现，在正交旋转器的情况下，这种等离子体分布崩溃为四瓣电荷分离的非中性磁层等离子体分布，即，磁偶极矩与中子星的旋转轴成直角，等离子体被无力表面捕获在恒星表面附近。我们发现，如果初始化的Goldreich-Julian型分布，系统被认为是迅速崩溃到这些稳定的圆顶环面结构。
2008-08-28 astro-ph
Magnetospheric Eclipses in the Binary Pulsar J0737-3039
在射电脉冲星双星系统J 0737 -3039中，速度较快的脉冲星A在每个轨道上都会被食一次。基于射电脉冲在脉冲星B闭合磁场线上被同步辐射吸收而衰减的思想，我们构造了一个简单的几何模型，成功地再现了食光变曲线。该模型解释了日食的大部分特性：它的不对称形式，几乎与频率无关的持续时间，以及脉冲星A的亮度在日食不同部分的调制是脉冲星B旋转频率的一倍和两倍。这个详细的一致性证实了恒星极向磁场的偶极结构。该模型对透射辐射的线偏振度做出了明确的预测。日食持续时间的弱频率依赖性意味着吸收等离子体是相对论性的，其密度远大于共转电荷密度。这种热的、致密的等离子体可以有效地储存在外磁层中，在那里回旋冷却是缓慢的。颗粒向内通过冷却半径的逐渐损失由电流的波动分量驱动的向上通量以及闭合场线上的磁螺旋度的泵送来补偿。被捕获的粒子被磁层湍流的阻尼加热到相对论能量，并以较慢的速度被伴星脉冲星的无线电辐射吸收。
2005-02-18 astro-ph
Inner magnetospheric accelerators in high magnetic field pulsars
光子分裂是一种量子电动力学过程，它可以潜在地抑制脉冲星内磁层中具有超强磁场的电子对的产生，因此可能会抑制这些物体的无线电发射。虽然它是未知的有多少分裂模式真的在超临界场操作，我们推导出的真空型间隙和空间电荷限制的流动加速器的假设下，所有三个分裂模式允许的QED操作的高磁场脉冲星的间隙参数。光子分裂和对产生之间的竞争取决于带隙参数，并推导出两种情况下的“光子分裂主导”线。我们讨论了这些结果的含义和高磁场磁星与异常X射线磁星和软γ射线中继星的可能联系。
2001-02-06 astro-ph
Magnetospheric particle acceleration and X-ray emission of pulsars
分析了孤立的X射线源、风星云和与其中一些源有关的超新星遗迹的现有数据。结果表明，中子星的电场将带电粒子从中子星表面剥离，并引发粒子加速。带电粒子主要在磁偶极子辐射波场中加速。带电粒子的功率谱和能谱取决于磁偶极辐射的强度。因此，X射线辐射强烈地依赖于旋转能量损失率，而弱地依赖于电场强度。带电粒子间的库仑相互作用是影响带电粒子能量损失和X射线谱的主要因素。
2007-02-26 astro-ph
Effects of Rotation and Relativistic Charge Flow on Pulsar Magnetospheric Structure
提出了一个中子星（NS）磁层开磁力线区的三维解析模型。我们构建了一个显式的解析解任意的磁层旋转（旋转和磁轴之间的角度），将磁层旋转的影响，相对论流动的电荷（如初级电子束）沿开放场线，和E X B漂移这些费用。我们的解决方案采用了空间电荷限制的纵向电流计算的电动模型的Alummov和Tsygan（1992年），是有效的非常高的高度接近轻圆柱体。我们假设在磁层的最内层，NS磁场可以很好地表示为静态磁偶极子位形。在高海拔的开放磁场线显着偏离那些静态偶极子，并往往集中成一个圆柱形束，扫回的方向相反的旋转，也向旋转赤道弯曲。我们简要地讨论了我们的研究的自旋动力的光子晶体的一些启示。
2005-05-09 astro-ph
Looking into Pulsar Magnetospheres
衍射和折射磁层偏振可以允许直接测试光柱内的等离子体。强磁化电子-正电子等离子体的不寻常的电动力学允许分离的磁层和星际散射。磁层振荡最显著的特点是与频率无关。由于小尺度不均匀性而产生的衍射散射产生可大至0.1弧度的散射角和$10^{-8}$秒的典型去相关时间。由于大尺度不均匀性引起的折射散射也是可能的，典型的角度为$10^{-3}$弧度，相关时间为$10^{-4}$秒。一些磁层传播效应可能已经被观测到。
2000-07-25 astro-ph
Non-thermal emissions from outer magnetospheric accelerators of middle-aged pulsars
作为我们系列研究的一部分，我们讨论了中年恒星外隙加速器的$γ$射线辐射。采用二维电动力学模型，求解了磁介质平面内电子、正电子对产生和辐射过程中的加速电场分布。通过求解洛伦兹因子和俯仰角的演化，计算了曲率辐射和同步辐射。计算的光谱与观察到的相位平均光谱进行了比较。我们还使用了一个三维几何模型来讨论的脉冲轮廓。我们认为，中年类星体的外隙占据了末开磁力线和临界磁场线之间的整个区域，临界磁场线垂直于轻柱处的旋转轴。我们假设在旋转轴和临界磁场线之间的光圆柱内部没有外部能隙加速器。对于Geminga脉冲星，我们证明了向外的曲率辐射占主导地位的光谱高于10 MeV，而向内的同步辐射占主导地位低于10 MeV。我们发现计算的能谱与X射线通过$γ$射线带的观测结果是一致的。结合$γ$射线辐射的脉冲形态，我们认为Geminga脉冲星的倾角和视角分别为$α\sim 50^{\circ}$和$ξ\sim 90^{\circ}$。
2008-10-21 astro-ph
Constraints on pulsar magnetospheric and wind parameters for the compact nebulae of Vela and PSR B1706-44
我们提出了一个新的模型的船帆座和PSR B1706-44的同步加速器致密星云的排放，并得出基本的脉冲星/plerion参数，如对生产多重性，M，风磁化参数，西格玛。脉冲星极冠上方的对级联，与脉冲星风的能量相结合，将一对等离子体注入周围环境。这种由粒子和场组成的风受到环境的冲击，导致致密星云中“热化”对的同步辐射。宽波段星云谱主要取决于自旋下降功率、距离、粒子对多重性、脉冲星风激波半径和激波处的σ。我们构造了船帆座致密X射线星云和PSR B1706-44的粒子谱模型。对这些源的多波长光谱的拟合表明，300<M<1000，而船帆座的0.05<sigma<0.5。从船帆座和PSR B1706-44的X射线致密星云发射的径向梯度中独立地导出了相同的sigma间隔（与船帆座一样），这使我们对我们的结果充满信心。我们推导出船帆座的M太小，无法用船帆座开放磁层中的曲率损失来解释，但光脉冲光子的存在可能会修改预测的多重性。
2003-05-07 astro-ph
Pulsar Magnetospheric Emission Mapping: Images and Implications of Polar-Cap Weather
在一些射电脉冲星中观察到的美丽的“漂移”子脉冲序列被认为是其发射中最显着且具有潜在指导意义的特征之一，尤其是因为它们似乎代表了发射区内运动的子束系统。恒星的区域。关于这些"漂移“序列的许多研究已经发表，Ruderman和Sutherland（1975）很早以前就提出了一个关于它们产生和运动的模型;但迄今为止的努力未能在漂移现象和无线电发射的实际地点之间建立起一种具有启发性的联系。通过对来自脉冲星B 0943 +10的一个几乎相干的“漂移”脉冲序列的详细分析，我们实际上已经确定了一个围绕恒星磁轴循环的子束系统。映射技术，涉及“制图”变换及其逆变换，使我们能够研究极冠发射“地图”的特征，然后确认它反过来代表了观察到的脉冲序列。在此基础上，我们已经能够跟踪的“漂移子脉冲”发射的物理起源到一个稳定的旋转和显着的组织结构的发射柱，反过来又可追溯到磁极帽的“间隙”区域设想的一些理论。
1999-09-23 astro-ph
Scattering and Diffraction in Magnetospheres of Fast Pulsars
本文应用波在湍流介质中传播的理论，研究脉冲星磁层中无线电波的散射。我们发现，在强密度调制条件下，磁层衍射和折射机制的衍射效应是可以观察到的。磁层振荡最显著的特点是与频率无关。由于小尺度不均匀性，基于衍射散射的结果给出了可以大到0.1弧度的散射角，以及$10^{-8}$秒的典型去相关时间。由于大尺度不均匀性引起的折射散射也是可能的，典型的角度为$10^{-3}$弧度，相关时间为$10^{-4}$秒。等离子体密度的时间变化也可能导致$10^{-4}$秒量级的延迟时间。上述量与频率的不同比例可以使人们区分通过脉冲星磁层的传播效应与星际介质。特别是，我们预计，磁层磁振效应是相对更重要的附近的恒星时，在高频观测。
1999-08-19 astro-ph
Outer-magnetospheric model for Vela-like pulsars:formation of sub-GeV spectrum
研究了位于脉冲星外磁层的外能隙加速器的$γ$射线辐射。来自Goldreich-Julian密度的电荷耗尽导致沿着磁场线的大电场。电场将电子和正电子加速到高能量。我们求解了沿磁场线的一维几何中电场的形成与辐射和电子对产生过程的自洽，并计算了曲率谱，与观测结果进行了比较。我们发现，由于粒子从加速区逃逸，具有大的洛伦兹因子，如$10^{7.5}$，曲率辐射从外部的间隙，其中没有电场，仍然有一个重要的贡献的频谱。在100 MeV ~ 1 GeV范围内，考虑了外辐射的影响，改进了Vela型双星的模型谱。由于靠近光柱的场线曲率影响几百MeV的光谱，因此有可能通过使用这些带中的光谱来诊断场结构。在PSR B 0833 -45（船帆座）和PSR B1706-44的$γ$射线谱中发现的差异，是从通过间隙的无量纲电流推导出来的。扩展到三维建模与自洽电动力学是必要的，以了解在所观察到的流量之间的差异的孪生双星。
2003-11-30 astro-ph
Generation of the electrostatic field in the pulsar magnetosphere plasma
本文研究了脉冲星磁层中相对论性电子-正电子等离子体的行为。本文讨论了磁层等离子体的运动方程，由此得出：当等离子体粒子径向速度为${V_r}>{c/{\sqrt 2}}$（c为光速）时，离心加速度改变其符号，粒子开始制动。本文讨论了磁层等离子体在径向位扰动下的稳定性，并讨论了沿脉冲星磁场线在磁层等离子体中产生静电场的可能性。
1997-11-21 astro-ph
Magnetospheric eclipses in the double pulsar system J0737-3039
我们认为，在双脉冲星系统J 0737 -3039中，毫秒脉冲星A的射电辐射的食是由于其正常的脉冲星伴星B的磁层闭合场线区域的等离子体的同步辐射吸收。A的无线电波束只照亮B的磁层约10分钟左右的日食时间。在此期间，它将r \gtrsim 10 ^9 cm处的粒子加热到相对论能量，并使额外的等离子体被磁镜捕获。等离子体密度需要增加\sim 10 ^2倍才能与观测到的日食的持续时间和光学深度相匹配。额外的等离子体可能是由B附近的一个源通过B外隙中产生的高能光子产生的Bγ对提供的。通过A的射电束的回旋吸收激发对的回转运动，可以导致它们被捕获在B的磁层中的共轭镜像点之间。由于捕获效率随着光学深度的增加而降低，因此即使在稳态照明下，等离子体密度增强也会饱和。其结果是一个有限的，频率依赖的，光学深度的日食。在A的无线电波束照射停止后，被捕获的粒子冷却并消失。整个周期在每个轨道周期重复。我们推测，日食入口和出口之间的不对称性部分是由于磁层在A的无线电波束照射下向稳定状态演化的结果。我们预测A的线偏振将随食相位和B的旋转相位而变化。
2005-02-02 astro-ph
X-ray Detection of PSR 1757-24 and its Nebular Tail
本文报道了利用钱德拉X射线天文台首次探测到射电脉冲星PSR B1757 - 24的X射线。图像显示脉冲星位置的点源发射，与脉冲星的磁层发射一致。此外，我们探测到一个微弱的尾巴延伸近20 "东部的脉冲星，在同一方向和可比的形态脉冲星的充分研究的无线电尾巴。X射线尾部不太可能是脉冲星通过后留下的辐射，而可能是来自流速约为7000 km/s的同步辐射脉冲星风粒子。假设点源X射线发射是在磁层中，观测到的X射线尾部仅占脉冲星自旋下降光度的0.01%，明显低于大多数已知的围绕旋转动力脉冲星的X射线星云的类似效率。
2001-12-06 astro-ph
Coherent Emission from Magnetars
提出磁星表面上方的磁层电流辐射类似于磁星的相干辐射。按比例换算磁层参数表明，磁星的相干发射将出现在红外或光学波段。
2002-06-20 astro-ph
Neutron Stars as Sources of High Energy Particles - the case of RPP
高度磁化的快速自旋中子星被广泛认为是带电粒子加速的天然场所。由于单极感应产生的强大加速机制被认为在孤立的中子星的磁层中起作用，以牺牲中子星的旋转能量为代价将粒子带到超相对论能量，不可避免地发射高能光子。本审查的目的是介绍在这些天体高能辐射背景下旋转动力行星的磁层活动现代模型的基本组成部分。脉冲星活动的几个方面得到处理，并与过去两个主要卫星飞行任务- CGRO和ROSAT-脉冲星观测的壮观结果有关。然后，有人认为，未来的高灵敏度实验-玻璃，VERITAS和魔术-将是至关重要的进展，我们的脉冲星磁层过程的理解。在保守的方法中，旋转动力的中子星不被认为是UHE宇宙射线的来源。然而，最近已经提出了几种方案，以解释在GZK极限以上的UHECR事件的加速过程的帮助下，在周围的新生恒星。这些方案的主要特点进行审查，以及参考当代模型的磁层活动。
2001-01-09 astro-ph
Gamma-ray Emission from an Outer-Gap Accelerator: Constraints on Magnetospheric Current, Magnetic Inclination, and Distance for PSR B1055-52
我们研究了自旋中子星外磁层中的定态电子对产生级联。由于带电粒子的全局流动而引起的电荷耗尽导致沿着磁场线的大电场。迁移的电子和/或正电子被这个场加速以辐射曲率伽马射线，其中一些与X射线碰撞以在间隙中物质化为对。补充的电荷部分屏蔽了自洽求解的电场以及粒子和伽马射线的分布函数。通过求解描述这种对生产级联的弗拉索夫方程，我们证明了PSR B1055-52的外磁层中存在一个固定的间隙，在加速器中流动的电流密度范围很广：从子到超级Goldreich-Julian值。然而，我们发现，预期的GeV谱变得非常软，如果电流密度超过Goldreich-Julian值。我们还表明，GeV谱软化与减少磁倾角和增加距离这个脉冲星。因此，我们得出结论，一个亚哥德里希-朱利安电流，一个大的磁倾角，和一个小的距离（500 pc，说）是合理的解释EGRET的观测。此外，它被发现，由于逆康普顿散射的红外光子，其频谱推断从瑞利-金斯侧的软黑体光谱的TeV通量远小于观测上限。
2001-10-01 astro-ph
Possible new gamma-ray pulsar detections for AGILE and GLAST missions: The outer gap model look at the Parkes pulsar Catalog
利用外能隙模型对Parkes多波束脉冲星巡天的预测能力进行了分析。根据外能隙模型，我们发现Parkes星表中的大多数射电天体都不是$γ$射线辐射源。给出了AGILE和GLAST探测新的$γ$射线脉冲星的可能实例。其中包括13名新的优秀候选人。四个新的位置之间的巧合EGRET检测和Parkes双星被发现，但我们放弃了物理关联。应用一个新的电子密度模型分配脉冲星的距离的后果进行了探讨。新的模型系统地减少了到恒星的距离，校正可以高达90%，增加了它们的通量，影响了探测前景。
2002-12-06 astro-ph
Polarization of pulsar radiation in the two-pole caustic model and in the outer gap model
我们提出的脉冲星辐射的线性偏振特性的预测外磁层的扩展区域的高能量辐射的两个模型：最近提出的两极焦散模型，和外间隙模型。
2004-03-17 astro-ph
Outer-gap vs. Slot-gap Models for Pulsar High Energy Emissions: The Case of the Crab Pulsar
我们分析研究了旋转动力脉冲星作为伽马射线源的能力，并表明它们的相位平均伽马射线通量与自旋下降通量和间隙跨场厚度立方的乘积成正比，无论发射模型如何。将该方案应用于蟹状星云脉冲星，我们证明了外间隙模型再现了观测到的GeV通量，而槽隙模型再现了最多百分之二十的观测到的通量，因为小的跨场厚度。伽玛射线和自旋下降通量之间的关系的影响进行了讨论。
2008-10-06 astro-ph
On the Nature of Part Time Radio Pulsars
最近在脉冲射电星PSR B 1931 $+$ 24中发现的旋转射电瞬变和脉冲星活动的准周期性对传统的脉冲射电辐射理论提出了挑战。在这里，我们认为，这些现象可能是由于中子星磁层和周围的碎片盘之间的相互作用。脉冲星辐射的模式取决于圆盘是否能穿透光柱，并有效地抑制磁层间隙内的粒子产生和加速过程。旋进盘自然可以解释PSR B 1931 $+$ 24中的开关行为。
2006-06-21 astro-ph
The Optical Spectrum of the Vela Pulsar
孤立中子星（INS）的光谱由于其固有的微弱性而受到限制。在14个光学识别的INS中，只有少数天体获得了中等分辨率的光谱。船帆座脉冲星（PSR B 0833 -45）的光谱尚未公布，它是第三亮（V=23.6）的惯性导航系统，具有光学对应物。光学多波段测光强调了一个平坦的continuation.In这项工作中，我们提出了第一次的Vela脉冲星的光学光谱观测，在4000-11000 A的光谱范围内进行。船帆座脉冲星的光谱具有平坦的幂律（α = -0.04 +/- 0.04），与宽波段测光获得的值相比很好。这再一次证实船帆座的光辐射完全来自磁层。旋转动力INS的光谱指数之间的比较没有显示光谱演化的证据，这表明，在X射线中，INS老化不会影响磁层发射的光谱特性。同时，发现光谱指数几乎总是比X射线指数更平坦，清楚地表明在较低能量下的一般光谱周转。
2007-07-13 astro-ph
Gamma-ray Luminosity and Death Lines of Pulsars with Outer Gaps
我们重新检查的外部间隙的大小，考虑到偶极子磁场的几何形状。此外，我们还考虑到，代替取光圆柱半径一半处的间隙大小来表示整个外间隙，更合适的是在距离上平均整个外间隙大小。当考虑这两个因素时，导出的外隙尺寸f不仅是中子星周期P和磁场B的函数，而且是到中子星的平均径向距离的函数<r>。我们用这个新的外能隙模型研究了类星体的$γ$射线光度，并研究了类星体的$γ$射线发射的死亡线。在已知脉冲星的$P, B$和$α$的情况下，我们的模型可以预测单个脉冲星的$γ$射线光度.由于不同的双星具有不同的$α$，这就解释了为什么某些$γ$射线双星具有非常相似的$P$和$B$，但具有非常不同的$γ$射线光度。在确定$γ$射线谱仪的死亡线时，我们采用了一种基于具体物理原因的新判据。在估计外隙的分数尺寸时，考虑了两种可能的X射线场：（i）由中子星冷却和极帽加热产生的X射线，以及（ii）由来自外隙的相对论粒子轰击恒星表面产生的X射线。由于测量$α$是非常困难的，我们用蒙特卡罗方法模拟了银河系中$γ$射线双星的性质。我们发现，这个新的外隙模型预测了更多的弱$γ$ -射线天体。对于所有具有自持外隙的模拟$γ$射线探测器，$γ$射线光度$L_γ$满足$L_γ\propto L^δ_{sd}$ ;其中$δ$的值取决于$γ$射线探测器的灵敏度.
2004-02-04 astro-ph
Unpulsed Optical Emission from the Crab Pulsar
利用高速二维TRIFFID光度计，我们获得了蟹状星云脉冲星UBV的相位分辨光度测量，从而可以测量非脉冲光变曲线分量。在去消光之后，加权最小二乘拟合指示α = -0.62 +/-0.49的幂律指数。这是陡峭的比报告的峰值分量和其起源仍然不清楚，相对于当代磁层理论。
1999-11-24 astro-ph
An Idealized Pulsar Magnetosphere: the Relativistic Force-Free Approximation
非耗散的相对论无力条件应该是描述脉冲星磁层大部分电磁场的一个很好的近似，但我们可能会期望它在奇异域中分解。自洽磁层的解决方案被发现与关闭的光柱和内部的磁力线。一般来说，解的详细性质可能会受到决定适当选择光柱外赤道边界条件的物理性质的严重影响。
2004-07-12 astro-ph
Modeling the Non-Thermal X-ray Tail Emission of Anomalous X-ray Pulsars
随着INTEGRAL和RXTE在三颗反常X射线脉冲星中发现了平坦、坚硬的X射线成分，反常X射线脉冲星的研究范式发生了变化。这些非热谱成分与在这些源的经典X射线波段中看到的更陡峭的准幂律尾有很大不同，自然可以归因于磁层的活动。共振，磁康普顿上散射是一个候选机制，产生这种新的组件，因为它是非常有效的强场附近的AXP表面。本文采用动力学方程和QED磁散射截面，给出了AXP表面热X射线上散射的内磁层模型结果。特征平坦和强偏振的发射光谱是由注入发射区的非热电子产生的。光谱结果强烈依赖于观测者的方向和磁层的散射区域，直接耦合到采样的光子的角分布。这些AXP的Comptel上限所施加的约束被提到。
2008-04-02 astro-ph
Recent X-ray measurements of the accretion-powered pulsar 4U 1907+09
利用Rossi X射线定时实验（RXTE）上的正比计数器阵列，对吸积X射线脉冲星4U~1907+09进行了X射线观测，获得了自1984年以来的第一个脉冲周期Ppulse：Ppulse=440.341[+0.012，-0.017] s。4U 1907+09是一个蓝超巨星双星系统。轨道参数得到了解决，这使得能够对1990年用Ginga获得的Ppulse测量值的轨道延迟效应进行校正。因此，可以从1983年，1984年，1990年和1996年获得的四个脉冲周期中提取三个自旋下降率。这些值在等于dPpulse/dt=+0.225 s/yr的值的8%以内。这表明脉冲星自1983年发现以来可能处于单调的自旋下降模式。此外，RXTE观测表明，在耀斑持续约1小时的瞬变~18秒振荡。这种振荡可以解释为磁层半径附近吸积盘的开普勒运动。这一点，以及共旋半径远大于磁层半径的任何可能值（因为长的自旋周期）的概念，使得这颗脉冲星不太可能像其他慢吸积X射线星那样在平衡附近自旋。我们建议，作为一种替代，也许经常发生的逆行瞬态吸积盘可能会一直减慢脉冲星。对耀斑的进一步观测可以提供更多的证据。
1997-11-25 astro-ph
Do magnetars glitch? : Timing irregularities in anomalous X-ray pulsars
我们研究了几个反常X射线双星（AXP）的时间历史，发现它们表现出与射电双星相似的自旋不规则性。我们认为这些不规则性只是射电双星的毛刺，并将毛刺自旋降速解拟合到1 E ~2259+586，1 E ~1048.1-5937和4U~0142+61的数据中。推断的大小的毛刺（$ΔΩ$）是可比的，在无线电脉冲星毛刺。这些结果，我们认为，我们研究的三个AXP是孤立的中子星自旋磁偶极子辐射和冷却，磁场衰变和磁层粒子轰击的组合提供动力。
1999-04-09 astro-ph
Monte-Carlo simulations of thermal/nonthermal radiation from a neutron-star magnetospheric accretion shell
我们讨论的空间和时间相关的蒙特卡罗代码，我们已经开发出模拟相对论辐射输出紧凑的天体物理对象，耦合到福克-普朗克代码，以确定自洽轻子的人口。我们已经应用这个程序来模拟从一个磁化的中子星吸积壳附近的阿尔芬半径的辐射，再处理从中子星表面的辐射。我们探讨了由吸积率、恒星表面场和壳层波动水平所定义的参数空间。我们的研究结果与环礁源的发射、含有弱磁化中子星的软X射线瞬态X射线双星以及最近提出的异常X射线双星吸积动力发射模型有关。
2001-01-03 astro-ph
The appearance of magnetospheric instability in flaring activity at the onset of X-ray outbursts in A0535+26
我们认为，在瞬态X射线脉冲星A 0535+26中观测到的X射线耀斑变率是由于磁层的低模不稳定性。这种不稳定性在吸积开始时，在吸积盘和中子星磁层之间的薄边界层中发展。因此，在边界层中收集的物质可以迅速地落在靠近磁极的NS表面上，但并不完全沿着稳定吸积进行的场线。这就解释了使用RXTE数据测量的回旋线能量在爆发前的尖峰，相对于主爆发期间观察到的线能量的变化。此外，不稳定性可以解释不同的脉冲轮廓，以及它们的能量演化，这是不同的爆发前耀斑和主爆发。
2008-01-21 astro-ph
Resonant Compton Upscattering in Anomalous X-ray Pulsars
INTEGRAL和RXTE最近在三颗反常X射线脉冲星（AXP）中发现了扁平、坚硬的X射线成分，这是AXP研究的一个重要新进展。这些非热谱分量与这些源中经典X射线波段中所见的更陡的准幂律尾部显著不同。产生这种新成分的主要候选机制是共振磁康普顿上散射。该过程在AXP中存在的强磁场中非常有效。在这里，介绍性探索的内磁层模型的表面热X射线在AXP的上散射，准备的方式进行调查，这种共振上散射是否可以解释20-150千电子伏的光谱看到的积分。利用碰撞积分计算了注入发射区的非热电子产生的平坦发射光谱。采用相对论QED散射截面，使得Klein-Nishina约化对确定光子谱和通量有影响。光谱结果强烈依赖于磁层的散射和观测者的方向，直接耦合到采样的光子的角分布。
2006-10-12 astro-ph
A Particle Simulation for the Global Pulsar Magnetosphere: the Pulsar Wind linked to the Outer Gaps
在1967年发现射电双星后不久，射电双星被确认为强磁性（典型的是$10^{12}$ G）快速旋转（$\sim 10^{2}-0.1$ Hz）的中子星。然而，脉冲星磁层中粒子加速的机制一直是一个长期存在的问题。核心问题是，为什么旋转的力量在伽马射线束和电子-正电子等离子体的高度相对论风中都表现出来，而这些等离子体会激发周围的星云，在X射线中观察到。在这里，我们显示与全球轴对称磁层的一个稳定的流出的电子-正电子对的三维粒子模拟形成相关的对源，这是光柱内的γ射线发射区。假设磁场为偶极磁场，为了保持磁场的一致性，对的产生率取小值，使得该模型可能适用于Geminga等老恒星。对源的零表面周围的电荷不足的地区，我们确定为外部的差距。风的机制是电磁感应，它导致快速的方位角运动，并最终在光圆柱附近和更远的地方由辐射阻力引起跨场漂移。风会导致系统中的颗粒流失。这维持了外能隙中的电荷不足和电子对的产生。因此，该模型处于稳定状态，平衡颗粒的损失和供应。我们的模拟暗示了风如何与脉冲星磁层中的伽马射线发射区共存。
2007-01-05 astro-ph
Radiation from Vela-Like Pulsars Near the Death Line
对死亡线附近的类船帆座脉冲星，考虑了外隙和中子星表面的辐射。结果表明，如果这样的脉冲星足够接近死亡线，它的光学，紫外和X射线辐射必须增加。利用这一考虑的结果，有人认为Geminga不是Vela类星的近亲。排除了Geminga的外间隙模型，其中外间隙体积的主要部分作为$γ$ -射线的Vela样发生器操作。类Vela机制的$γ$ -射线产生只能在Geminga的外部间隙的一个小区域中操作。该区域沿磁场的长度比外部间隙尺寸小一个数量级。在Geminga的磁层中，产生$\sim 10 - 10^4$ MeV的$γ$射线的主要机制是曲率辐射，而不是像Vela类星体那样假设的同步辐射。
1993-12-20 astro-ph
X-rays from Radio Millisecond Pulsars: Comptonized Thermal Radiation
从许多旋转供电的毫秒双星（MSP）的X射线辐射被观察到主要是热性质。在PSR J 0437 - 4715中，已知最近的MSP，在2.5 keV以上观察到一个额外的微弱幂律尾，通常归因于非热磁层辐射。我们建议，硬发射在这个和其他类似的MSP，而不是由于弱康普顿热（黑体或氢气氛）极帽发射的高能电子/正电子的小光学深度在脉冲星磁层。该谱模型表明所有的软X射线都是纯热源的，这对中子星结构和脉冲星基础物理的研究具有重要意义。
2006-05-10 astro-ph
Gamma-ray emission from Outer-Gap of pulsar magnetosphere
我们发展了一个伽玛射线从外磁层的恒星（外间隙模型）的辐射模型。电荷耗尽导致加速电子和正电子的大电场。我们自洽地求解了含辐射和电子对产生过程的电场，计算了曲率谱和逆康普顿谱。我们将这一理论应用于PSR B 0833 -45（船帆座）和B1706-44，它们的表面磁场，观测到的热X射线彼此相似。我们发现，每个观察到的截止能量的伽玛射线很好地解释。通过包含间隙外部的发射，光谱比仅从间隙内部产生的光谱更好地与观测一致。在B1706-44方向上，预期的TeV通量比CANGAROO小组观测到的小得多。
2002-12-03 astro-ph
An Outer Gap Model of High-Energy Emission from Rotation-Powered Pulsars
本文根据Cheng，Ho & Ruderman（1986 a，b）的外隙模型，对旋转驱动的类星体的高能辐射进行了精确的计算。我们已经改进了以前的努力，从这些光谱模型（e。G. Cheng，et al. 1986 b; Ho 1989）通过跟踪粒子产生和辐射特性随外隙位置的变化。曲率、同步辐射和逆康普顿散射通量在间隙上显著变化，并且它们的相互作用{ \it via}光子-光子对产生以不同的速率建立辐射电荷群。我们还采用了近似处理的运输间隙发射区之间的粒子和光子通量。这些效应，以及粒子和光子分布的改进计算，提供了非常重要的修改模型的伽马射线通量。特别是，我们试图作出具体的预测脉冲轮廓形状和光谱变化作为脉冲相位的函数，并建议进一步扩展的模型，可以提供准确的计算所观察到的高能量的排放。
1994-01-18 astro-ph
The Variable Jet of the Vela Pulsar
钱德拉X射线天文台对船帆座脉冲星风星云（PWN）的观测揭示了一个复杂多变的PWN结构，包括内部和外部弧，一个脉冲星自行方向的喷流，以及一个相反方向的反喷流，嵌入在弥漫的星云发射中。通过对钱德拉在大约2.5年时间里的13次观测结果的分析，我们发现，这种外部喷流表现出特别强的可变性，改变了它的形状和亮度。我们观察到明亮的斑点在外部喷流远离脉冲星的表观速度（0.3-0.6）c和褪色的时间尺度上的天到星期。外喷流的光谱符合幂律模型，光子指数为1.3。外部喷流的X射线辐射可以解释为超相对论电子/正电子的同步辐射。这种解释允许人们估计外部喷流的磁场，~100微高斯，X射线发射电子的最大能量，$2 \times 10^{14}$ eV，和能量注入率，$8\times 10^{33}$ erg/s。在PWN图像中，我们看到一个微弱的，强烈弯曲的外部喷流延伸。更极端的弯曲更接近脉冲星，以及明显的侧运动的外喷流，可以与磁约束，捏喷流的扭结不稳定性。在合成图像中发现的另一个特征是一个暗淡的，2 '长的外部反喷流，它也显示了光子指数为1.2-1.5的幂律光谱。喷流/反喷流的西南（即，近似垂直于脉冲星自行的方向），可以看到扩散发射的扩展区域。产生这种辐射的相对论粒子显然是由外层喷流提供的。
2003-05-27 astro-ph
Pulsar Physics and GLAST
旋转动力的磁悬浮行星是研究粒子加速以及强引力、强磁场、高密度和相对论等基础物理的绝佳实验室。我将回顾脉冲星物理学中悬而未决的问题，以及用GLAST LAT观测寻找答案的前景。LAT观测应能显著增加探测到的射电强和射电静伽马射线源（包括毫秒伽马射线源）的数量，为阐明总体特征提供更好的统计数据，将测量高能谱和谱截止的形状，并确定不同年龄的各种伽马射线源的脉冲轮廓。此外，通过将数据与已经开发的理论模型进行比较，对较亮的双星的相位分辨光谱和能量依赖脉冲轮廓进行测量，应该可以对磁层粒子加速和辐射机制进行详细的测试。
2007-06-11 astro-ph
The Milky Way - Pulsars and Isolated Neutron Stars
目录银河系--脉冲星和孤立中子星/引言：历史概述/孤立中子星的物理学和天体物理学/旋转动力脉冲星：磁制动模型/高能辐射模型/磁层辐射模型/中子星的热演化/冷却中子星的光球辐射/孤立中子星的高能辐射特性的当前图像/超新星遗迹中的年轻中子星/类蟹状脉冲星/类船帆座脉冲星/超新星遗迹中的无线电静默中子星/异常X射线脉冲星和软伽马射线中继器/中龄脉冲星的热辐射/老近邻无线电脉冲星/孤立无线电静默中子星/孤立毫秒脉冲星/令人印象深刻的成就和巨大的期望/参考文献
2002-08-19 astro-ph
Magnetospheric Structure and Non-Thermal Emission of AXPs and SGRs
在软伽玛重复站和异常X射线脉冲星的磁星模型框架下，我们考虑了大尺度电流穿过的中子星磁层结构。在轴对称和磁场与半径的幂律关系${\bf B} \propto r^{-(2+p)}$的假设下，我们构造了自相似的无力平衡。场线的大尺度扭曲软化了对$p < 1$的径向依赖性，从而加速了相对于真空偶极子的自旋下降扭矩。一个强扭曲的磁层（赤道处的$B_ϕ/B_θ= O(1)$）有一个共振回旋散射的光学深度$\sim 1$，与频率（半径）、表面磁场强度或散射电荷的荷质比无关。我们研究了载流子（电子和离子）的共振康普顿散射对出射X射线谱和脉冲轮廓的影响。
2001-11-16 astro-ph
Ambiguity of converting phase-averaged flux into luminosity for millisecond pulsars in gamma rays
我们研究的幅度可能超过/低估的实际伽玛射线光度L_{actual}的毫秒脉冲星时，使用所谓的伪光度L_{pseudo}，这是从相位平均流量推断。在加速电场不屏蔽的空间电荷限制流近似下，用模拟毫秒脉冲星磁层活动的数值程序计算了L_{actual}和L_{pseudo}。在对应于费米GST和H.E.S. S工作能带的能带中，分析了L_{pseudo} / L_{actual}随视角的变化。二.
2008-10-15 astro-ph
Gamma-Ray Emissions from Pulsars: Spectra of the TEV Fluxes from Outer-Gap Accelerators
研究了旋转中子星外磁层位隙的γ射线辐射。迁移的电子和正电子被间隙中的电场加速，通过弯曲过程辐射出丰富的γ射线。其中一些伽马射线通过与间隙中的X射线碰撞而形成对，导致对产生级联。施加封闭条件，一个单一的对平均产生一对在间隙中，我们明确地解决了加速场的强度，并演示了如何的峰值能量和曲率辐射，GeV光子的亮度取决于表面黑体的强度和幂律排放。对12颗旋转驱动的类星体的GeV辐射作了一些预测。我们进一步证明了预期的脉冲TeV通量与它们的观测上限是一致的。讨论了高能脉冲相位宽度与脉冲星年龄、自旋和磁矩的关系。
2000-06-22 astro-ph
Isolated Neutron Stars
本文综述了各种孤立中子星的X射线辐射，重点是旋转驱动的中子星。主题包括磁层和热辐射，以及脉冲星风星云。
2004-10-14 astro-ph
Particle accelerator in pulsar magnetospheres: A hybrid solution of inner and outer gap models
在二维极向平面上研究了旋转中子星磁层中粒子加速器的自洽电动力学。通过求解静电势的泊松方程和电子、正电子和γ射线的玻尔兹曼方程，证明了当间隙的跨场厚度足够大时，产生的电流密度可以达到超Goldreich-Julian。这种新的解决方案存在于从中子星表面到外磁层的内部，具有小幅度的正加速场，其作用是从恒星表面提取离子作为空间电荷限制流。加速场在外磁层中是高度未屏蔽的，与传统的外间隙模型相同。
2007-01-09 astro-ph
The jets of the Vela pulsar
钱德拉天文台对船帆座脉冲星风星云（PWN）的观测显示，在脉冲星自行的方向上有一股喷流，在相反的方向上有一股反喷流，嵌入在弥漫的星云辐射中。喷流由一个明亮的，8 "长的内部喷流组成，位于脉冲星和外弧之间，还有一个昏暗的，弯曲的外部喷流，在大约相同的方向上延伸到100"。通过对钱德拉在大约2.5年时间里的13次观测结果的分析，我们发现，这种外部喷流表现出特别强的可变性，改变了它的形状和亮度。我们观察到明亮的斑点在外部喷流远离脉冲星的表观速度（0.3 - 0.6）c和褪色的时间尺度上的天到星期。外喷流的光谱符合幂律模型，光子指数为1.3 \pm 0.1。外部喷流的X射线辐射可以解释为超相对论电子/正电子的同步辐射。这种解释允许我们估计磁场，~100微高斯，X射线发射电子的最大能量，~2 \times 10 ^{14} eV，能量注入率，~8 \times 10 ^{33} erg/s，对于外部喷流。在加总的PWN图像中，我们看到一个暗淡的，2 '长的外部反喷流，它也显示出幂律谱，光子数为1.2 - 1.5。在喷流/反喷流的西南方向，可以看到扩散发射的扩展区域。产生这种辐射的相对论粒子显然是由外层喷流提供的。
2003-06-09 astro-ph
Comptonization in the X-ray Spectra of Radio Millisecond Pulsars
大多数X射线探测到的旋转供电毫秒脉冲星（MSP）似乎主要表现出热辐射，据信是来自加热的磁极帽的脉冲星。在最近的MSP，J 0437--4715也观察到一个微弱的PL在>3 keV，通常与磁层发射过程。然而，硬发射在这个和其他类似的MSP可能是由于弱康普顿热极帽发射的高能电子/正电子的小光学深度最有可能在脉冲星磁层。这一谱模型意味着所有的软X射线都是纯热起源的，这对中子星的研究具有重要意义。
2006-12-21 astro-ph
A two-dimensional electrodynamical outer gap model for gamma-ray pulsars: Gamma-ray spectrum
利用二维电动力学模型研究了脉冲星外磁层中粒子的加速。来自Goldreich-Julian电荷密度的电荷耗尽导致沿着磁场线的大电场。带电粒子被电场加速并通过曲率过程发射$γ$射线。一些发射的$γ$射线可能与$X$射线光子碰撞，形成新的光子对，这些光子对在间隙中的不同场线上再次加速，并进行类似的过程。我们利用偶产生平均自由程模拟了双正交平面中的偶产生级联，其中$X$射线光子数密度与径向距离的平方成反比。利用对产生模拟确定的空间电荷密度，求解了外能隙在椭圆平面内的电结构，计算了曲率谱。由于二维模型可以将沿磁场线的间隙宽度和跨场厚度与光谱截止能量和磁通联系起来，因此我们可以诊断通过间隙的电流以及旋转轴和磁轴之间的倾斜角。我们将这一理论应用于船帆座脉冲星。通过将结果与$EGRET$数据进行比较，我们排除了在外边界处具有大颗粒注入的任何情况。我们还建议了$α_{inc}\geq65^{\circ}$的倾斜角度。本模型预测的Vela脉冲星的外间隙从附近的传统零电荷表面。
2005-11-24 astro-ph
High-energy Emission from Pulsar Outer Magnetospheres: Two-dimensional Electrodynamics and Phase-averaged Spectra
通过同时求解极向平面上静电势的Poisson方程和电子、正电子和光子的Boltzmann方程，研究了旋转中子星磁层中的粒子加速器.将该方案应用于蟹状星、船帆座星和PSR B1951+32，我们证明了从红外到很高能量的相位平均光谱基本上是再现的。发现Vela在10-50 GeV的能谱对光柱附近的三维磁场组态敏感，因此，使用GLAST这样的γ射线望远镜来区分内隙和外隙辐射需要仔细论证。还发现PSR B1951+32在TeV能量下具有大的逆康普顿通量，这将被地面空气切伦科夫望远镜作为脉冲发射探测到。
2007-01-24 astro-ph
High Energy Emission from Rotation-Powered Pulsars: Outer-gap vs. Slot-gap Models
本文研究了快速旋转的中子星磁层中的粒子加速器电动力学。我们解决的重要性，自洽处理对生产，解决泊松方程描述的加速电场，玻尔兹曼方程产生的电子和正电子，和辐射转移方程同时。它表明，得到的加速器的解决方案，如果我们只指定NS的自旋周期，磁偶极矩，相对于旋转轴的磁倾角，和NS表面温度，该解决方案对应于以前的外隙模型的定量扩展。我们将该方案应用于蟹状星云脉冲星，并表明预测的脉冲轮廓和相位分辨光谱与观测结果大致一致。将相同的方案应用于缝隙模型，我们表明，这种替代模型预测太小的光子通量再现观测，因为间隙跨场厚度显着限制其对自由的条件。
2008-09-08 astro-ph
Pulsar Electrodynamics
首先着重讨论风活动引起的磁层环流系统。接下来，我将讨论场向电场的形成。一个有趣的方面是内磁层对感应电流的反应。在传统的外间隙中，流过间隙的电流全部由间隙中产生的粒子携带。然而，如果加入外部载流粒子，间隙会向内或向外移动;它甚至可以出现在恒星附近。有人建议，出现在不同的高度，根据电流分布的场线，场线的几何形状，和载流粒子的来源的差距。为了确定电荷的符号和电流方向，始终假设$\vecΩ \cdot \vecμ >0$。
1999-12-25 astro-ph
Quasi-periodic oscillations discovered in the new X-ray pulsar XTE J1858+034
报道了在新发现的221 s X射线脉冲星XTE J1858+034中发现的以0.11 Hz为中心的低频准周期振荡。在大约30个已知的瞬态X射线源中，这是第六个观测到QPO的源。如果类星体振荡是由于磁层边界处吸积盘的不均匀性而产生的，则类星体振荡的低频表明该脉冲星的磁层很大。开普勒频率模型和拍频模型都适用于在该源中产生QPO。QPO和规则脉动被发现是更强的，在更高的能量，有利于拍频模型。脉冲星的磁场被计算为它的距离的函数。发现能谱是非常硬的，由两个部分组成，截止幂律和铁荧光线。
1998-05-29 astro-ph
Electrodynamic Structure of an Outer-Gap Accelerator: Gamma-Ray Emission from the Crab Pulsar
我们研究了自旋中子星外磁层中的定态电子对产生级联。由于全局电流引起的电荷耗尽导致沿磁场线的大电场。迁移的电子和/或正电子被这个场加速以辐射曲率伽马射线，其中一些与X射线碰撞以在间隙中物质化为对。补充的电荷部分屏蔽了电场，该电场与粒子和伽马射线的分布函数一起自洽地求解。如果在加速器的两个边界都没有注入电流，则间隙位于所谓的零表面周围，在那里局部Goldreich-Julian电荷密度消失。然而，我们首先发现，间隙位置向外（或向内）移动时，粒子注入的内（或外）边界。将该理论应用于蟹状星云脉冲星，我们证明了脉冲TeV通量不超过中等红外光子密度的观测上限，并且该能隙应位于零面附近或零面之外，以便观测到的脉冲GeV通量谱可以通过曲率过程发射。
2000-11-27 astro-ph
First X-ray observations of the young pulsar J1357-6429
钱德拉和XMM-牛顿对年轻而充满活力的脉冲星J1357-6429的第一次短暂观测提供了与该天体相关的尾状脉冲风星云的强烈迹象，以及其X射线通量的脉动，其脉冲部分超过50%，热成分在较低的光子能量（低于2 keV）下占主导地位。这个拉长的星云体积非常紧凑，可以解释为脉冲星喷流的证据。热辐射最可能是从半径为10 km、温度为1.0+/-0.1 K、覆盖着磁化氢大气的整个中子星表面发射的。在更高的能量下，脉冲星的辐射是非热（磁层）源，具有光子指数为1.1-1.3的幂律谱。这使得PSR J1357-6429的X射线性质与最年轻的恒星J1119-6127和船帆座的X射线性质非常相似，并检测到热辐射。
2007-07-06 astro-ph
Pulsar Wind Nebulae and the X-Ray Emission of Non-Accreting Neutron Stars
本文在脉冲星风星云模型的基础上，研究了旋转供能恒星非热非脉冲X射线辐射的一般性质。对来自ASCA的23颗脉冲星样品在2-10 keV能量范围内观测到的X射线发射的检验表明，X射线光度$L_x$与脉冲星自旋下降功率$\dot{E}$的关系对于非脉冲分量比对于脉冲分量更陡。具体地，$L_{x}^{npul} \propto \dot{E}^{1.4 \pm 0.1}$用于非脉冲分量，而$L_{x}^{pul} \propto \dot{E}^{1.2 \pm 0.08}$用于脉冲分量。前一种关系与脉冲星风星云模型的发射一致，其中$L_{x}^{npul} \propto \dot{E}^{p/2}$其中$p$是电子能量分布的幂律指数。脉冲分量的关系，另一方面，是一致的磁层发射模型。
2004-08-25 astro-ph
