Hydrodynamic Stability Analysis of the Neutron Star Core
中子星中的流体动力学不稳定性和湍流被认为与中子星中可观测到的自旋变化有关，如自旋毛刺、定时噪声和岁差（章动）。考虑到恒星磁场的稳定效应，我们重新讨论了当中子和质子凝聚体相对于彼此流动时，中子星的惯性模是否会变得不稳定的问题。中子和质子凝聚通过不完全钉扎涡（涡滑移）和涡介导散射（相互摩擦）的运动耦合。当两个凝聚体在外核中相对于彼此旋转时发生的双流不稳定性由磁场的环形分量稳定。当磁场的环向分量的阿尔文速度大于凝聚体的相对旋转速度时，这种稳定性就会发生，对应于环向磁场强度超过$\simeq 10^{10}\,{\rm G}$。与以往的研究相比，我们发现中子星在定常力矩作用下的自旋下降是稳定的。唐纳利-格拉伯森不稳定性不受磁场的稳定，如果中子星发生岁差，唐纳利-格拉伯森不稳定性可能起重要作用。
2018-09-19 astro-ph.HE
Non-rigid precession of magnetic stars
一般来说，恒星是旋转和磁化的物体，它们的磁轴和旋转轴之间存在偏差。由于磁场会使其宿主产生永久性的变形，它甚至对流体恒星也提供了有效的刚性，导致类似于自由岁差的大体积恒星运动。然而，这种整体运动伴随着诱导的内部速度和磁场扰动，这是振荡的进动时标。扩展以前的工作，我们表明，这些数量描述的一组二阶扰动方程具有交叉项缩放与产品的磁性和离心扭曲的明星。对于背景环向场的情况下，我们减少这些径向函数的微分方程组，并找到一种方法，其解决方案。由此产生的磁场和速度扰动显示出复杂的多极结构，并朝着恒星的中心最强。
2017-02-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Revising the Spin and Kick Connection in Isolated Binary Black Holes
Columbia University（哥伦比亚大学）；Northwestern University（西北大学）
本文重新审视孤立双星黑洞的自旋起源，分析出生前后可导致各向同性、平行或垂直于出生反冲自旋的机制，说明场星双星也可出现进动和逆行自旋。
2026-10-09 astro-ph.HE gr-qc
A precessing magnetar model for GLEAM-X J162759.5-523504.3
我们提出了一个进动瞬变磁星模型最近发现的射电源GLEAM-X J162759.5-523504.3。我们确定观测到的周期$\sim 1$ ks作为磁星的进动周期变形，由于其强大的（$B_ϕ \sim 10^{16}$ G）的环向场。由此产生的$10^{-4}$级形变意味着$P_{\rm s} = 0.1$ s的自旋周期。假设$B_{\rm d} \sim 10^{14}$ G的强偶极场，我们预测周期导数为$\dot{P}_{\rm s}\sim 10^{-11}$ s/s。我们还预测，磁星的岁差周期可以观察到在硬X射线波段，就像其他三个银河系磁星表现出岁差。
2022-01-28 astro-ph.HE
Magnetar structure in non-linear electrodynamics with mixed poloidal-toroidal fields
本文通过广义 Grad-Shafranov 方程研究非线性电动力学下磁星的混合极向-环向场结构，发现 Born-Infeld 理论中环向场存在上限，从而给出恒星扁长率上限，并讨论其对磁星椭率观测、发电机理论和引力波研究的约束意义。
2025-05-09 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Depolarization by jet precession in early optical afterglows of gamma-ray bursts
本文通过计算反向激波主导阶段有、无喷流进动时的偏振度，发现喷流进动可导致退偏振，并可作为解释伽马射线暴早期光学余辉低偏振度的替代机制。
2024-11-24 astro-ph.HE
Neutron-star spindown and magnetic inclination-angle evolution
一个旋转的流体星，被赋予一个磁场，可以经历一种形式的岁差运动：刚体自由岁差和非刚性响应的总和。在长期的时间尺度上，这种运动是消散的体积和剪切粘性过程中的恒星内部和磁层制动的外部，改变旋转和磁轴之间的倾角。使用我们最近的解决方案的非刚性进动动力学，和粘性耗散积分导出本文中，我们使唯一的自洽计算这些耗散率的日期。我们提出的第一个结果的完整的耦合演化的自旋和倾斜角的模型的后期原中子星与强环形磁场，允许电磁转矩和内部耗散时，发展的倾斜角。我们探讨这种耦合演化的初始倾角，旋转速率和磁场强度的范围。对于固定的初始倾角，我们的研究结果表明，中子星人口自然演变成两类：近对齐和近正交的旋转-与典型的β星属于后一类。毫秒磁星可以演化成成熟磁星所呈现的近排列旋转体，但仅限于小的初始倾角和强于大致$5\times 10^{15}$ G.一旦任何模型已经演化到对齐或正交状态，在以后的时间似乎没有进一步的演化远离这个状态。
2018-09-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Non-Axisymmetric Precession of Magnetars and Fast Radio Bursts
重复的FRB 180916.J0158和121102在连续发生的时间窗口期间可见。如果FRB~180916.J0158和FRB 121102观测到的周期性行为是由于磁星的进动，我们考虑了内部磁场和几何结构的约束。为了阻止涡旋线钉扎，我们认为内部磁场必须强于约$10^{16}$高斯，这是足够大，以防止超导的核心和破坏地壳晶格结构。我们推测进动磁星内部的磁场有三个分量：（1）具有特征强度$\sim 10^{14}$高斯的偶极分量;（2）具有特征强度$\sim 10^{15}-10^{16}$高斯的环形分量，它只占恒星体积的一小部分;（3）具有特征强度$\sim 10^{16}$高斯的无序场。无序场主要负责允许岁差，一旦这个场分量衰减，岁差就会停止，我们推测这会发生在$\sim 1000$年之后。可以想象，随着无序成分的衰减，爆发活动也会减弱并最终停止。我们模型的四极磁畸变的恒星，这是由于其有序的组件主要是三轴和很可能长。我们解决的问题，是否应该是可检测的旋进，爆裂磁星通过构建一个特定的模型，在该模型中，突发随机发生的时间与随机方向分布在锥或锥之间相对于一个单一的对称轴。在这些特定模型的背景下，我们发现，有进动的几何形状，检测自旋频率是非常不可能的。
2021-07-27 astro-ph.HE
Clocks around Sgr A*
银河系中心附近的S星和任何可能在类似轨道上的恒星都可以统一地建模为绕黑洞运行的时钟，因此是相对论效应的潜在探测器，包括黑洞自旋。许多S星的高离心率意味着相对论效应在近心点附近达到强烈的峰值;例如，轨道进动不是一个平滑的效应，而是在近心点附近几乎是一个踢。我们认为，当分析红移或脉冲到达数据来测量相对论效应时，近心点周围的浓度将是一个优势，因为累积的岁差将被银河系中心区域其他质量的牛顿扰动所淹没。小波分解可能是从牛顿微扰中解开相对论效应的一种方法。假设一个合理的模型，牛顿扰动的S2，相对论似乎是最强的，在近心点周围的两年时间间隔，在小波模式的时间尺度约6个月。
2014-08-20 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Neutrino spin oscillations near a black hole
本文通过数值模拟研究旋转Kerr黑洞周围磁化吸积盘中中微子自旋振荡，考虑环向磁场与磁矩相互作用，为天体物理中微子观测提供理论依据。
2025-09-07 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Angled pulsar magnetospheres
本文研究具有内部扭曲轴对称磁场的旋转中子星的磁层结构。扭转感应和旋转感应的环形磁场在不同的半球中对齐/反向对齐。使用分析和数值计算（与PHAESTALCOME代码），我们表明，作为一个结果，南北对称性被打破：磁层和风成为“角度”，圆锥形。磁层的角度会影响自旋下降（使其在轻微扭曲时变小），使返回电流在Y点不均匀地分裂，产生各向异性风和线性加速度，这些加速度可能会超过银河系势中的引力加速度，并产生高达$\sim 100$ km/s的总反冲。我们还考虑分析的Y-点的扭曲磁层的结构，并提供估计的内部扭曲超过没有稳定的解决方案存在：过度扭曲的磁层必须产生等离子体喷射事件。
2021-04-16 astro-ph.HE
Gravitational waves and mass ejecta from binary neutron star mergers: Effect of the spin orientation
我们继续我们的研究的双中子星的参数空间，通过调查的动力学，引力波发射和质量喷射的双中子星合并过程中的自旋取向的影响。我们模拟七种不同的配置，使用多种分辨率，以允许合理的错误评估。由于设置的特定选择，五种配置显示了进动效应，其中两种显示了轨道平面的进动（“摆动”），而三种显示了“摆动”运动，即，轨道角动量不进动，而轨道平面沿轨道角动量轴运动。考虑到质量的喷射，我们发现旋进系统可以有一个各向异性的质量喷射，这可能会导致最终的剩余踢$\sim 40 \rm km/s$的研究系统。此外，对于所选择的配置，反对齐自旋导致更大的质量比对齐自旋喷出物，因此，可以预期这些配置的更明亮的电磁对应物。最后，我们比较了我们的模拟与进动，潮汐波形近似IMRPhenomPv2_NRTidalv2，并找到良好的协议之间的近似和我们的数值相对论波形的相位差低于1.2拉德积累在过去的$\sim$ 16引力波周期。
2020-08-20 astro-ph.HE gr-qc
The long helical jet of the Lighthouse nebula, IGR J11014-6103
到目前为止，只有在亚音速穿过周围介质和/或嵌入其前身超新星遗迹（SNR）的系统中才能观察到来自旋转动力超新星的喷流。超音速失控的火箭也有望产生喷气式飞机，但到目前为止还没有得到证实。我们研究了与INTEGRAL源IGR J11014-6103（“灯塔星云”）相关的喷流状结构的性质。该源是一颗中子星，以超过1000 km/s的速度以超音速逃离其母星SNR MSH 11- 61 A。我们通过专门的X射线（Chandra）和无线电波段（ATCA）的高空间分辨率观测了灯塔星云及其喷流状X射线结构。我们的结果表明，该特征是一个真正的脉冲星喷流。它在大于11秒差距的范围内高度准直，显示出清晰的类岁差调制，并且几乎垂直于系统的运动方向传播，这意味着IGR J 11014 -6103中的中子星的自旋轴几乎垂直于超新星爆炸时接收到的反冲方向。我们的研究结果表明，喷流是常见的旋转动力的中子星，并证明超新星可以赋予高踢速度错位旋转中子星，可能是通过独特的，异国情调，核心崩溃机制。
2014-02-17 astro-ph.HE
How different is the magnetic field at the core-crust interface from that at the neutron star surface? -- the range allowed in magnetoelastic equilibrium
本研究通过数值求解中子星薄壳的磁弹性平衡，确定了核-壳界面处磁场的允许范围，发现强环向磁场须被限制在深层核心并在壳层底部减弱，为磁星内部磁场结构提供了新见解。
2023-10-18 astro-ph.HE
Three-dimensional magneto-thermal evolution of off-centred dipole magnetic field configurations in neutron stars
本文首次三维模拟局限于壳层的偏心偶极磁场在中子星中的磁热演化，揭示磁场强度比场几何更显著地决定表面温度、光变脉冲比例及黑体光谱特征。
2023-08-17 astro-ph.HE
Galvano-rotational effect induced by electroweak interactions in pulsars
我们研究旋转物质中的弱相互作用粒子。预言了该系统中存在沿物质旋转轴向的电流。这种新的电流转动效应是由旋转物质中无质量带电粒子之间的宇称破坏相互作用引起的。我们从旋转坐标系中涉及电弱相互作用的费米子狄拉克方程的精确解开始。这个方程包括了非惯性效应。然后，利用所得到的解，我们导出了沿旋转轴流动的感应电流。我们研究了致密天体中出现电流转动效应的可能性。中子和假设的夸克星的具体例子进行了讨论。结果表明，利用这种效应，人们可以预期产生的环形磁场与极向的老毫秒磁星。我们还简要讨论了这些恒星中磁螺旋度的产生。最后分析了用电流转动效应描述中子星的非对称中微子发射来解释中子星反冲的可能性。
2015-05-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Revealing the internal magnetic field configuration of magnetars via their associated periodic signals
该研究将磁星硬X射线脉冲相位调制及FRB周期解释为自由进动，据此约束磁星内部极向与环向磁场强度及中子超流临界温度。
2025-01-06 astro-ph.HE hep-th
Observational Clues to the Magnetic Evolution of Magnetars
利用Suzaku数据对三颗磁星进行计时研究，发现其脉冲相位调制现象源于中子星自由进动，推断其内部环形磁场强于且比偶极场更持久，解释了弱偶极场中子星的成因。
2024-07-22 astro-ph.HE
Spin oscillations of neutrinos scattered by the supermassive black hole in the galactic center
本研究探讨中微子被银河系中心超大质量黑洞及其吸积盘散射时的自旋振荡，考虑电磁场与磁场作用，为天体观测提供理论依据。
2025-10-14 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Updates of the nuclear equation of state for core-collapse supernovae and neutron Stars: effects of 3-body forces, QCD, and magnetic fields
本文综述了核物质状态方程在超新星和中子星模拟中的几个新进展。我们讨论了一个更新和改进的Notre-Dame-Livermore状态方程（NDL EoS）用于超新星模拟。这个EOS包含了许多更新。其中包括在高密度下的三体核力效应和在密度下可能过渡到QCD手征色相和/或超导色相。我们还考虑了中子星状态方程和强磁场中的中微子输运。研究了强磁场作用下中子星（含超子和不含超子）的一个新的量子强子动力学（QHD）状态方程。参数由推导的质量和半径约束。计算得到的磁化中子星的绝热指数随密度变化迅速。这可能为磁星的星震和耀斑提供了一种机制。我们还研究了强磁场对中子星转动惯量和自旋降速的影响。与发射的磁耀斑相关的转动惯量的变化与在某些磁星中观察到的故障相匹配。我们还讨论了在强磁场存在下，中微子在热而致密的超声波中子星物质中的散射和吸收的微扰计算。吸收截面显示出显著的角度依赖性，中微子吸收强度在平行于磁场的方向上减小，在相反的方向上增强。与这种不对称性相关的脉冲星反冲速度与观测到的脉冲星速度相当，并可能影响具有环向场配置的原中子星磁星的早期自旋下降速率。
2013-03-01 astro-ph.HE nucl-th
New constraints on the kinematic, relativistic and evolutionary properties of the PSR J1757$-$1854 double neutron star system
本文通过6年射电望远镜观测，约束了双中子星系统PSR J1757$-$1854的运动学、相对论和演化性质，证实了测地岁差，更新了计时与质量测量，并评估了其未来进行相对论引力测试的潜力。
2023-05-24 astro-ph.HE gr-qc
The distribution of tilt angles in newly born NSs: role of interior viscosity and magnetic field
研究了中子星物质的粘性对年轻中子星自旋轴和磁轴倾角分布的影响。假设NS形状是由磁致变形决定的，并且内部磁场的环向分量超过极向分量，我们证明了由体粘滞引起的进动运动的耗散可以自然地产生一个双模倾斜角分布，正如在射电/ $γ$射线天体中观察到的那样，如果内部B场为$\sim (10^{11} - 10^{15})$ ~G且出生自旋周期为$\sim 10 - 300$ ~ ms，则实现$χ\sim (20^\circ - 70^\circ)$的概率较低。作为该模型的推论，NS形状仅由极向磁场确定的想法，或由地壳离心变形引起的，与年轻恒星的倾角分布不一致。当应用到蟹状星云脉冲星，与$χ\sim 45^\circ - 70^\circ$和出生自旋$\sim$ 20毫秒，我们的模型意味着：（i）磁致椭圆率是$ε_B \gtrsim 3 \times 10^{-6}$ ;（ii）测得的正$\dotχ \sim 3.6 \times 10^{-12}$ rad s $^{-1}$需要一个额外的粘性过程，作用于一个时间尺度$\lesssim 10^4$ yrs. We解释为壳核耦合通过相互摩擦在超流NS内部。我们的模型的一个关键含义是GW信号在（两倍）的NS的自旋频率，由于$ε_B \sim 10^{-6}$。这可以通过先进的LIGO/Virgo在设计灵敏度下运行来检测。
2017-08-29 astro-ph.HE
Discovering neutron stars with LISA via measurements of orbital eccentricity in Galactic binaries
本文利用多谐波外差贝叶斯方法分析模拟的偏心LISA信号，研究LISA通过测量银河系双星轨道偏心率识别含中子星系统的能力，并探讨质量简并破除、源误识别与重新分类问题。
2024-06-08 astro-ph.HE gr-qc
Binary Neutron Stars with Generic Spin, Eccentricity, Mass ratio, and Compactness - Quasi-equilibrium Sequences and First Evolutions
从准平衡位形和动力学演化中可以提取出关于中子星涡卷最后阶段和最终合并的信息。在这篇文章中，我们构造了不同自旋、偏心率、质量比、紧度和状态方程的准平衡组态。为此，我们采用SGRID代码，它允许我们在以前无法访问的参数空间区域中构建这样的数据。特别是，我们考虑自旋中子星在隔离和二进制系统中，我们采用新的方法来产生高度偏心和偏心率减少的数据，我们提出了计算数据的可能性显着不等质量的二进制文件，我们创建等质量的二进制文件与个人的紧凑性高达0.23。作为一个原则的证明，我们探讨了三个新的配置的动力学演化。首先，我们模拟了一个$q=2.06$质量比，这是迄今为止在数值相对论中演化的二元中子星的最高质量比。我们发现，从伴星的质量转移集在合并前的几个革命和$\sim10^{-2}M_\odot$的静止质量之间转移的两颗星。在合并过程中，这种结构也会蒸发大量的物质，对残余物产生很大的反冲。其次，我们模拟了进动双星中子星的第一次合并。我们给出了用于进动模拟的引力波的主导模式，其中在（2，1）模式中可以看到明显的进动印记。最后，我们量化的偏心减少程序的重力波形的影响。该程序提高了波形质量，并应在未来的精度研究中使用，但也需要减少其他误差，特别是截断误差，以使偏心率降低所带来的改善有效。[删节]
2015-07-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
