New Universal Relations for Magnetized Neutron Stars
Chulalongkorn University(朱拉隆功大学);University of Virginia(弗吉尼亚大学);Sapienza Università di Roma(罗马第一大学);INFN, Sezione di Roma(意大利国家核物理研究所罗马分部)
本文针对磁化中子星,经二阶微扰处理磁场效应,发现磁偶极矩与恒星致密性的精确普适关系,及磁偶极矩、磁场诱导四极矩与椭率的近似普适关系,相关关系可用于磁化中子星双天体引力波信号分析。
2026-11-09 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic counterparts of binary neutron star mergers leading to a strongly magnetized long-lived remnant neutron star
我们探讨了在大质量中子星合并后残留的大质量中子星存在$\gtrsim 0.5\,$ s的情况下,与双中子星合并有关的电磁对应物。在这项研究中,我们采用了长期的广义相对论中微子辐射磁流体动力学模拟平均场发电机效应获得的外流轮廓。我们发现,如果残余中子星的磁场被发电机效应显著放大,则高光度的同步辐射余辉可以与合并事件相关联。我们还对Kilonovae进行了辐射传输计算,发现在磁场高度放大的情况下,Kilonovae在早期可以是明亮的,而在几天内光发射迅速下降,并且在近红外波长处的长持续($\sim 10\,{\rm d}$)发射非常明亮。所有这些特征在GW 170817中都没有发现,这表明在GW 170817中形成的合并残余中子星可能在几百毫秒内坍缩成黑洞,或者磁场放大可能是一个微小的影响。
2022-08-30 astro-ph.HE gr-qc
Plasma Magnetosphere of Rotating Magnetized Neutron Star in the Braneworld
研究了膜世界中旋转磁化中子星周围的等离子体磁层。为了计算简便,本文分析了磁场与自转轴夹角为零的排列中子星的Goldreich-Julian电荷密度。从膜世界中慢转恒星时空的麦克斯韦方程组出发,导出了静电势的二阶微分方程。该方程的解析解表明了膜张力对加速电场和沿开场线的电荷密度的广义相对论修正。强调了这种效应对磁层能量损失问题的影响。结果表明,当中子星表面初始电位和场均为零时,当膜电荷为负时,由Goldreich-Julian电荷密度产生的等离子体模的振幅将增大.最后导出了膜世界中慢转恒星磁层中测试粒子的运动方程。然后,我们分析了粒子在极冠的运动,并表明膜张力可以显着改变条件的粒子加速在极冠地区的中子星。
2010-04-23 astro-ph.HE gr-qc
Thermal Deformations in Super-Eddington Magnetized Neutron Stars: Implications for Continuous Gravitational-Wave Detectability
Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学科维理天文与天体物理研究所);Department of Astronomy, School of Physics, Peking University(北京大学物理学院天文学系)
本文研究了超埃ddington磁化中子星的热变形,计算了质量四极矩并估计了连续引力波振幅,表明此类中子星可能成为新的连续引力波源,为探测中子星 crust 和 accretion 物理提供机会。
2026-04-01 astro-ph.HE gr-qc
General-relativistic resistive-magnetohydrodynamics simulations of self-consistent magnetized rotating neutron stars
University of New Hampshire(新罕布什尔大学);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);National Center for Supercomputing Applications, University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校超级计算应用国家中心);Academy of Athens(雅典科学院);Universitat de Valéncia(瓦伦西亚大学);Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔国际学院,尼尔斯·玻尔研究所);The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学);University of the Ryukyus(冲绳大学)
研究电阻对中子星动态演化及准平衡态的影响,揭示电阻对磁流体不稳定性发展和引力波幅度的抑制作用。
2025-02-20 astro-ph.HE gr-qc
Gravitomagnetic effect in magnetized neutron stars
在广义相对论中,旋转的物体会产生坐标系拖曳,也被称为{ \it引力磁效应},类似于经典的电磁学。在本工作中,我们研究了磁场对极向几何中子星的重磁效应的影响。我们表明,磁场有一个不可忽略的影响帧拖动。磁场的最大效应出现在极向和赤道方向,极向和赤道方向的标架拖曳频率随磁场的增大而减小,赤道方向的标架拖曳频率随磁场的增大而增大。对于中间角度,磁场的影响减小,并且对于特定角度值经历最小值,在该最小值处磁场对重力磁性没有影响。超过该特定角度,重磁效应随着磁场的增加而增加。我们试图确定这种“零区”的磁化中子星的情况下,内部和外部,作为磁场的函数,并建议一个思想实验,找到一个特定的脉冲星使用帧拖动效应的零区。
2017-01-05 astro-ph.HE gr-qc
Magnetized taub adiabat and the PT of magnetic neutron stars
在本研究中,我们从流体力学守恒条件出发,推导出磁化的Taub Schmidt方程。利用磁化的taub at方程研究了磁化中子星到磁化夸克星的演化。燃烧的夸克物质的压力有一个最大值,这表明夸克星的最大质量有一个界限。中子星的中心密度和旋转轴与磁轴之间的夹角(定义为倾斜角)被认为是决定磁场和夸克星倾斜的重要因素。夸克星的磁场和倾斜具有观测意义,有助于理解高密度和强磁场下的物理。
2018-08-03 astro-ph.HE
Covariant formulation of spatially non-symmetric kinetic equilibria in magnetized astrophysical plasmas
本文在协变Vlasov框架下发展无需对称性条件的陀螺动力学变分理论,证明空间非对称动力学平衡存在,并给出高斯型分布示例,同时探讨了非零平衡流体4流的物理机制。
2023-06-17 astro-ph.HE cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
AthenaK Simulations of Magnetized Binary Neutron Star Mergers
School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study(高等研究院);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学)
本文利用 AthenaK 对磁化双中子星并合进行高分辨率数值相对论模拟,研究磁场放大与磁化漏斗形成,并指出重子污染导致未能产生磁主导外流。
2025-11-08 astro-ph.HE gr-qc
Effects of anisotropy on strongly magnetized neutron and strange quark stars in general relativity
我们研究了由强磁化物质组成的各向异性球对称致密星,特别是中子星和奇异夸克星的性质。中子星用SLy状态方程描述,奇异夸克星用基于MIT Bag模型的状态方程描述。恒星模型是基于一个先验假设的密度依赖的磁场,从而各向异性。我们的研究表明,不仅强磁场和各向异性的存在,而且磁场本身的方向,对恒星的物理性质有重要影响。考虑两种可能的磁场取向,径向取向,其中局部磁场指向径向方向,以及横向取向,其中局部磁场垂直于径向方向。有趣的是,我们发现,对于磁场的横向取向,随着各向异性和磁场强度的增加以及尺寸的增加,恒星变得更大,因为在这种情况下,排斥力,有效的各向异性力增加。然而,在径向磁场的情况下,恒星的质量和半径随着磁场强度的增加而减小,因为有效的各向异性力减小。重要的是,我们还表明,为了实现流体静力学平衡配置的磁化物质,它是必不可少的占当地的各向异性效应以及由强磁场引起的各向异性效应。否则,流体静力学平衡是没有达到磁化恒星模型。
2021-08-27 astro-ph.HE gr-qc
Large Eddy Simulations of Magnetized Mergers of Neutron Stars with Neutrinos
中子星合并是非常剧烈的事件,涉及极端的物理过程:动态、强场引力、大磁场、非常热、致密的物质和大量中微子的产生。对这样一个系统及其相关的多信使信号(如引力波、短伽马射线暴和千诺瓦)的精确建模需要包括所有这些过程,并且随着多信使天文学的普遍进步,特别是引力波天文学的进步(如第三代探测器的发展),这一点越来越重要。几个广义相对论的代码已经纳入了不同程度的现实主义这些元素。在这里,我们扩展我们的代码MHDuet,它可以执行磁流体力学的大涡模拟,以帮助捕获合并过程中的磁场放大,并允许现实的状态方程和中微子冷却通过泄漏计划。我们进行了几次测试,涉及孤立和二元中子星证明代码的准确性。
2022-05-06 astro-ph.HE gr-qc
Oscillations of Highly Magnetized Non-rotating Neutron Stars
高度磁化的中子星是解释一些最奇特的天文现象,例如,快速射电暴,伽马射线暴和超亮超新星的最有希望的候选者。这些高度磁化的中子星的脉动也被推测会产生可探测的引力波。此外,脉动是研究中子星结构和状态方程的重要手段。研究高磁化中子星脉动的主要挑战是在最小假设条件下一致地求解非线性爱因斯坦方程组和麦克斯韦方程组的苛刻数值代价。随着近年来数值求解方法的突破,我们通过二维轴对称广义相对论磁流体动力学模拟研究了具有$10^{15-17}$ G强纯环向磁场的非旋转中子星的脉动模式.我们发现,恒星振荡是磁化效应不敏感,直到磁结合能比超过10%,脉动模式频率被强烈抑制。我们进一步表明,这是恒星的紧凑性下降时,极端的磁场引入强烈的变形的中子星的直接后果。
2023-03-10 astro-ph.HE
A Toy Model for the Electromagnetic Output of Neutron-star Merger Prompt Collapse to a Black Hole: Magnetized Neutron-star Collisions
本文系统地研究了磁化中子星的迎头碰撞。我们研究了两颗中子星合并时产生的磁场几何。此外,我们还分析了这些碰撞产生的光度,并监测了从合并到随后产生黑洞的磁场演化。在黑洞形成的时候,随着电磁场的衰减,亮度达到峰值并逐渐衰减。比较了三种不同的情况下,一个在两个中子星的初始磁场是对齐的,一个在那里他们是反对齐的,也有一种情况下,他们最初有不相等的磁场强度。我们确定区域和设置限制,使对创建和磁重联将发生在这种情况下,并进一步讨论辐射能量的限制和差异。这项研究应该被看作是一个玩具模型的情况下,残余物,一个双中子星合并,经历了一个即时崩溃的黑洞与周围的磁盘可以忽略不计。我们注意到产生的电磁脉冲类似于快速射电暴现象。我们认为,高质量的合并,导致快速迅速崩溃的黑洞和预期的流量将被观察到的距离类似的二元中子星引力波检测GW 190425的影响。
2020-04-18 astro-ph.HE gr-qc
Solving the 3+1 GRMHD equations in the eXtended Conformally Flat Condition: the XNS code for magnetized neutron stars
天体物理学中的高能现象通常涉及相对论运动和强引力的结合。因此,爱因斯坦方程和广义相对论MHD方程的同时解决方案是必要的模型与准确的现象。所谓的共形平坦条件(CFC)允许简化爱因斯坦方程的处理,这在引力波发射可以忽略不计的情况下特别有效,如核心坍缩或中子星的形成/演化。我们已经开发了一套代码来模拟轴对称MHD流,在广义相对论中,爱因斯坦方程的解是用半谱格式实现的。在这里,我们将展示这个框架是如何特别适合于调查中子星平衡模型中存在的强磁场,我们将提出的XNS代码,这是最近开发的,并在这里更新治疗极向和混合配置。
2014-01-15 astro-ph.HE gr-qc
Accurate evolutions of inspiralling and magnetized neutron-stars: equal-mass binaries
通过执行新的,长期的和数值精确的广义相对论模拟磁化,等质量的中子星双星,我们调查的作用,现实的磁场可能在这些系统的演化。特别是,我们研究了磁场的演化,并表明它们可以通过加速坍缩成黑洞来影响合并时产生的超大质量中子星的生存。我们还提供了证据,即使纯粹的极向最初,磁场产生的环面周围的黑洞具有环形和极向分量的等效强度。当我们估计磁场对这些系统在螺旋过程中或合并后发出的引力波信号产生影响的可能性时,我们得出结论,对于现实的磁场强度B<~ 1 e12 G,这种影响可以被先进的LIGO或先进的Virgo等探测器探测到,但只是边缘。然而,在小质量双星的情况下,随着引力波探测器(如爱因斯坦望远镜)的发展,磁致变化可能会被检测到,在大于2 kHz的频率上具有更高的灵敏度。
2011-02-10 astro-ph.HE gr-qc
Magnetized Neutron Stars
在这项工作中,我们显示的结果的相对论性梯度Shafranov方程的一个典型的中子星与1.4太阳质量的数值解。我们已经研究了内部磁场,考虑极向和环向分量,以及由这些分量的字段之间的比率参数化的场线的行为。
2019-10-14 astro-ph.HE
QHD equation of state for strongly magnetized neutron stars
研究了强磁场作用下中子星(含超子和不含超子)的量子强子动力学状态方程。推导出的质量和半径是一致的高质量中子星,即使在足够强的磁场的情况下的超音核的最近的观察。计算得到的磁化中子星的绝热指数和转动惯量随密度变化迅速。这可能提供一些洞察力的机制,星震和耀斑的磁星。
2011-06-22 astro-ph.HE nucl-th
Two-blackbody portraits of radiation from magnetized neutron stars
我们研究了一个描述磁化中子星热辐射谱的简单模型。该模型假定恒星内部为等温的近球形,表面附近具有偶极磁场($B \lesssim 10^{14}$ G),使表面温度分布不均匀。我们进一步假设,任何表面元素发射具有局部有效温度的黑体(BB)光谱。我们表明,这样的热谱(包括相位分辨)是准确的近似简单的等效两个BB(2BB)模型。本文介绍和研究了2BB参数的相空间图,并表明这些图可以用于解释中子星观测,其中2BB谱拟合已经完成。
2021-07-22 astro-ph.HE
Thermodynamics of magnetized dense neutron-rich matter
中子星是大质量恒星可能的终态之一。它被重力压缩,并被核简并压力稳定。尽管它的名字,这些物体的组成并不确切。然而,从推断的密度来看,中子很可能构成恒星内部的重要部分。虽然所有的中子星都有磁场,但有些中子星(磁星)的磁化强度比其他中子星高得多,推断磁星表面磁场在$10^{14}$到$10^{15}$高斯之间。虽然中子星是宏观物体,但由于恒星的能量,压力和磁场的极端值,微观尺度上的热力学可以印在恒星的大尺度行为上。这一贡献的重点是描述磁化致密中子物质的热力学,其状态方程,并探讨可能的铁磁状态的条件,磁化真空的贡献,以及可能的观测影响。
2022-06-09 astro-ph.HE nucl-th
On Magnetized Neutron Stars
在这项工作中,我们通常使用的形式主义文献中的密度依赖的磁场对中子星和夸克星的性质的影响,暴露出一些模糊的出现,并提出了一种方法来解决相关问题。我们的方法更深入地探讨了压力的概念,产生所谓的混乱磁场形式主义的应力张量。我们还使用了一种不同的方式来引入一个可变的磁场,它取决于能量密度而不是重子密度,这使我们能够建立一个参数自由模型。
2015-08-05 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Polarized X-rays from Magnetized Neutron Stars
本文综述了高磁化中子星X射线辐射的偏振特性,重点讨论了来自恒星表面的辐射。我们讨论了如何利用x射线偏振来约束中子星的磁场和发射几何,探测强场量子电动力学和可能约束轴子的性质。
2009-10-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Numerical Relativity Simulations of Magnetized Black Hole-Neutron Star Mergers
我们提出了新的数值技术,我们开发的发射的第一个参数的研究{\it磁化}黑洞-中子星(BHNS)合并,不同的磁场种子在最初的中子星。我们发现,磁场有一个可以忽略不计的引力波形和系统的整体动力学在合并过程中,无论磁场强度或BH自旋。在最近的一次模拟中,我们用大规模的纯极向磁场对未磁化的BHNS合并模拟的残留盘进行了播种,否则在完整的模拟中就不存在了。结果似乎是一个可行的sGRB中央引擎。
2013-03-04 astro-ph.HE
Polarized radiation from the spreading layer of the weakly magnetized neutron stars
本文建立扩展层辐射模型,在史瓦西度规下计算斯托克斯参数,证明弱磁化中子星扩展层X射线偏振度不超过1.5%,为IXPE等任务的观测提供理论约束。
2025-05-05 astro-ph.HE
Polarization properties of weakly magnetized Neutron Stars in Low Mass X-ray Binaries
像IXPE这样的X射线偏振测量任务将首次能够测量低质量X射线双星中吸积弱磁化中子星的偏振特性。在这项工作中,我们提出了预期的X射线偏振信号,包括日冕发射不同的几何形状的日冕本身,即板以上的吸积盘和球形壳周围的中子星的模拟。用完全相对论性的MonteCarlo程序Monk计算了中子星、中子盘和日冕的各种物理输入参数下的X射线偏振度和偏振角。不同的冠状面几何形状导致显著不同的X射线偏振特性,因此其可以用于约束系统的几何形状。
2022-06-01 astro-ph.HE
Radiative GRMHD simulations of accretion and outflow in non-magnetized neutron stars and ultraluminous X-ray sources
我们运行两个GRRMHD模拟的超爱丁顿吸积盘周围的黑洞和非磁化,非旋转的中子星。中子星是用反射内边界条件模拟的。在中子星模拟中,我们观察到在盘的内部区域形成了一个过渡层,这导致了比黑洞情况更大的质量流出率和更低的辐射光度。当从各个方向观察中子星的情况时,流动的球形化导致在爱丁顿值附近的无穷远处可观察到的光度,与黑洞的情况形成对比,其中当沿着盘轴观察时,发射的准直导致可观察到的光度高出约一个数量级。我们发现外流是光学厚散射,这将导致任何中子星在相应的ULX观测到的脉动模糊。
2018-06-06 astro-ph.HE
Polarization Evolution in A Strongly Magnetized Vacuum: QED Effect and Polarized X-ray Emission from Magnetized Neutron Stars
从磁化的中子星的表面或大气中发射出的X射线光子是高度极化的。然而,观测到的偏振可能会由于光子在恒星磁层中的传播而发生变化。对于光子频率远大于典型的射频,真空双折射由于强场量子电动力学占主导地位的等离子体效应。我们研究了中子星磁层磁化QED真空中光子极化的演化,特别关注了光子动量几乎与磁场一致的准切向(QT)点的传播效应.与以前的研究一致,我们发现,在磁层的大部分地区,由于真空双折射的光子偏振模式去耦,因此可以预期,当辐射逃逸磁层的大净线偏振。然而,我们表明,X射线偏振可能会发生显着变化时,光子通过QT区。当在有限的发射区域上求平均时,QT传播的净效应是降低线性偏振的程度;降低因子取决于光子能量、磁场强度、几何形状、旋转相位和发射区域,并且可以是大于2的因子。我们推导出QT传播效应重要的一般条件,并提供了一个易于使用的处方,占QT效应的磁中子星的X射线偏振信号的最实际的计算。对于具有偶极磁场的中子星来说,QT效应对于极盖在一定磁场和能量范围内的辐射是重要的,而对于整个恒星表面的辐射则可以忽略不计。
2009-04-06 astro-ph.HE
What is the magnetic field distribution for the equation of state of magnetized neutron stars?
在这封信中,我们报告了强磁化中子星内部状态方程的磁场分布的实际计算。与文献中广泛使用的先前估计不同,我们发现磁场随着磁化物质的重子化学势(或重子密度)的增加而相对缓慢地增加。更准确地说,增长是多项式而不是指数,如先前所假设的。通过对几种不同的恒星物质微观描述现实模型的分析,(包括强子模型、混合模型和夸克模型)与通过自洽求解爱因斯坦-麦克斯韦场方程获得的赋予极向磁场的广义相对论解相结合,我们生成了在恒星极方向上的磁场分布的唯象拟合,以用作微观计算中的输入。
2017-09-19 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
High resolution numerical-relativity simulations for the merger of binary magnetized neutron stars
我们在日本超级计算机K。中子星和合并遗迹被70 μ m的网格覆盖,这是迄今为止得到的结果中分辨率最高的。通过深入的分辨率研究,首次阐明了中子星并合过程中磁场的几种放大机制。首先,在合并开始时剪切层中发展的开尔文-亥姆霍兹不稳定性显著地放大了磁场。合并后形成的超大质量中子星(HMNS)会受到非轴对称的磁旋转不稳定性的影响,这种不稳定性放大了HMNS中的磁场。这两种放大机制不能用非相干分辨率运行找到。我们还表明,HMNS最终崩溃的黑洞所包围的吸积环面,这是在出生时强烈磁化。
2014-07-14 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Quantum spindown of highly magnetized neutron stars
脉冲星是高度磁化和快速旋转的中子星。磁场可以达到临界磁场,真空的量子效应从该临界磁场开始变得相关,从而引起真空的磁光性质,其特征在于作为有效的非线性介质。这一预测的一个惊人结果是宏观摩擦,它导致了双星系星自旋下降的额外贡献。在本文中,我们强调了一些观测结果,特别是导出新的约束参数的蟹状星云脉冲星和J 0540 -6919。
2013-10-07 astro-ph.HE quant-ph
On the dynamics of mechanical failures in magnetized neutron-star crusts
本文研究了强磁化中子星壳中剪切应力引起的机械破坏的动力学。我们表明,即使地壳的弹性属性允许创建一个剪切裂纹,强烈剪切磁场周围的裂纹导致从洛伦兹力,不允许大的相对位移的裂纹表面的反作用。相反,裂纹的全局演化在缓慢的电阻时间尺度上进行,并且不能释放任何实质性的机械能。我们的计算表明,对于{ \it some}磁场配置,磁力的原因,有效地,一个塑性形变的地壳时,所产生的弹性剪切应力超过临界值的机械故障。
2012-04-12 astro-ph.HE
Magnetized neutron stars with superconducting cores: Effect of entrainment
我们用迭代数值方法构造磁化双流体中子星的平衡组态。在牛顿理论框架下,我们假设中子星有两个区域:核和壳,核是由II型超导质子和超流中子组成的双组分流体,壳是由正常物质组成的区域。采取一个新的步骤,更完整的平衡模型,我们包括夹带的影响,这意味着一个磁力作用在中子上,太。我们认为纯粹的极向场的情况下,并提出了改进的早期数值方案求解平衡方程,通过引入新的收敛标准。我们发现,夹带的结果在沿磁轴的磁力线结构的质的差异。
2015-08-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Radiative properties of highly magnetized isolated neutron star surfaces and approximate treatment of absorption features in their spectra
在大多数X射线暗隔离中子星(XDINS)的X射线谱中,观测到等效宽度(EW)为50 - 200 eV的吸收特征。我们从理论上研究了不同的模型来解释吸收特性,并将它们的性质与观测结果进行了比较。我们考虑磁化中子星表面的各种理论模型:裸露的凝聚铁表面和部分电离氢模型大气,包括半无限和薄的大气层以上的凝聚表面。描述了所有模型的吸收特征(特别是等效宽度)和出射辐射的角分布的性质。开发了一个计算磁化中子星光变曲线和积分出射谱的程序。我们假设一个偶极表面磁场分布与一个可能的环形分量和相应的温度分布。也可以采用在磁极处具有两个均匀热点的模型。利用不同的表面温度分布和不同的局部表面模型计算了具有XDINS典型参数的高磁化中子星的光变曲线和光谱。磁化模型大气的光谱近似为具有一条或两条带参数的高斯线的稀释黑体光谱,这使我们能够描述模型的吸收特征。为了解释XDINS的软X射线谱中的突出吸收特征,可以调用凝聚表面上方的薄大气,而XDINS表面上的强环形磁场分量可以被排除。
2010-06-16 astro-ph.HE
Global simulations of strongly magnetized remnant massive neutron stars formed in binary neutron star mergers
本文采用广义相对论磁流体力学方法,在最精细网格分辨率为$12.5$ m的高空间分辨率下,对一颗双星中子星合并为一颗大质量残余中子星(RMNS)后的$\approx 30$ ms进行了数值模拟。首先,我们估计合并时的开尔文-亥姆霍兹不稳定性可以将磁场能量放大到热能的$\sim 1\%$。第二,我们发现在带有$ρ< 10^{13}~{\rm g~cm^{-3}}$的RMNS包层和环面中的磁旋转不稳定性维持磁湍流状态,并且在这些区域中的有效粘性参数可能收敛到$\approx 0.01$ -$0.02$。第三,目前的网格分辨率仍然不够精细,以维持磁湍流状态的RMNS与$ρ\ge 10^{13}~{\rm g~cm^{-3}}$。
2018-05-09 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Effects of the symmetry energy slope on magnetized neutron stars
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais(米纳斯吉拉斯州联邦技术教育学院);Universidade Estadual da Região Tocantina do Maranhão, UEMASUL(马拉尼昂托坎蒂纳地区州立大学);Universidade Federal do Maranhão(马拉尼昂联邦大学);Universidade Federal de Santa Catarina(圣卡塔琳娜联邦大学)
研究对称能斜率对弱磁和强磁中子星可观测性质的影响,通过计算质量、半径、红移、潮汐变形性和引力波频率,探讨磁场对低质量星体方程和潮汐参数的影响。
2026-04-23 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
A Simple Model of Radiation from a Magnetized Neutron Star: Accreted Matter and Polar Hotspots
本文进一步研究了磁化中子星热辐射谱的一个简单而著名的模型。该模型假设恒星内部等温,外部绝热层具有偶极磁场(B <= 1 e 14 G)。通过该层的热传输使得表面温度分布各向异性;假设任何局部表面元素发射具有局部有效温度的黑体(BB)辐射。结果表明,这种热辐射几乎不依赖于绝缘外壳的化学成分(在相同的平均有效表面温度)。增加一点额外的磁极加热,就可以使我们在定性上与一些孤立的中子星的观测结果相一致。
2021-10-26 astro-ph.HE
Mergers of Magnetized Neutron Stars with Spinning Black Holes: Disruption, Accretion and Fallback
在广义相对论中,我们研究了一颗质量比为$5:1$的中子星(压缩比为$0.1$)在旋转黑洞轨道上的合并,允许恒星的初始磁化强度为$10^{12} {\rm Gauss}$。我们提出了由此产生的引力波形和分析的回落吸积恒星被打乱。的演变表明没有显着的影响,从初始磁化。我们发现,只有一个微不足道的数量的物质成为未绑定的,$99%$的中子星材料有一个10秒或更短的时间到达中央引擎的区域和$99.99%$的明星将与中央磁盘和黑洞在3小时内相互作用。
2010-10-05 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Electron transport through nuclear pasta in magnetized neutron stars
我们提出了一个简单的电子输运模型,在一个可能的层外来核团簇(在所谓的核面食层)之间的地壳和液体核心的强磁化中子星。电子输运具有很强的各向异性和旋向性。这种各向异性是由于在奇异有序核团簇畴内沿局域对称轴和跨局域对称轴的电子有效碰撞频率不同以及磁场的复杂作用而产生的。我们还计算平均动力学系数的情况下,局部区域是自由取向的。可能的应用所获得的结果和开放的问题进行了概述。
2015-08-08 astro-ph.HE nucl-th
Electromagnetic draping of merging neutron stars
我们首先推导出一组描述相对论性无力等离子体的一般定态组态的方程,而不假设任何几何对称性。然后,我们证明,电磁相互作用的合并中子星必然是耗散的,由于电磁披覆的效果-创建耗散区附近的恒星(在单磁化的情况下)或在磁层边界(在双磁化的情况下)。我们的结果表明,即使在单一磁化的情况下,我们预计相对论射流(或“舌头”)的产生,相应的光束发射模式。
2022-11-29 astro-ph.HE
Continuous gravitational wave from magnetized white dwarfs and neutron stars: possible missions for LISA, DECIGO, BBO, ET detectors
最近,LIGO和VIRGO在9个黑洞合并事件和1个中子星合并事件中探测到了引力波,这为天体物理学研究提供了新的视角。另一方面,在过去的十年中,一些超克拉塞卡白矮星的候选者已经通过一些奇特的Ia型超新星的光变曲线的峰值光度被推断出来,尽管到目前为止还没有直接探测到这些物体。同样,也观测到了一些质量为$>2M_\odot$的中子星。连续引力波可以作为直接探测这些致密天体的替代方法之一。磁场是形成超白矮星和大质量中子星的重要物理机制之一。如果这些紧凑的物体以一定的角频率旋转,那么它们可以有效地发射引力辐射,只要它们的磁场和旋转轴不对齐,这些引力波可以被一些即将到来的探测器探测到,例如LISA,BBO,DECIGO,爱因斯坦望远镜等。
2020-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Hyperaccreting Neutron-Star Disks, Magnetized Disks and Gamma-Ray Bursts
本论文主要研究超吸积中子星盘和磁化吸积流。通常认为,围绕恒星质量黑洞的超吸积盘是伽马射线暴(GRB)的中心引擎。然而,超吸积盘周围的中子星可能存在一些伽玛射线暴形成的情况。我们研究了围绕中子星的超吸积盘的结构和中微子发射。我们考虑一个稳态的超吸积盘,并作为一个合理的近似,它分为两个区域,内,外盘。外盘类似于黑洞。内盘具有自相似结构,如熵守恒或平流结构,这取决于盘内的能量传递和发射。我们看到中子星盘比黑洞盘能更有效地冷却,产生更高的中微子光度和中微子湮灭光度。来自中子星表面边界层的中微子发射可以增加中微子湮灭的光度。此外,我们研究了全球磁场的影响,粘性旋转和垂直集成吸积盘周围的紧凑的对象使用自相似处理,并使用两种方法来研究磁化流与对流。本文还对伽玛暴的前身源、中心引擎进行了综述,并对未来的研究方向进行了展望。
2009-12-22 astro-ph.HE
3D numerical study of an anisotropic heat transfer in outer layers of magnetized neutron stars
旋转中子星的热软X射线通量的周期性变化表明其表面温度的非均匀分布。这一现象的一个可能原因是地壳和磁化中子星外壳中磁场上的热通量受到抑制。本文研究了中子星中与非轴对称磁场有关的三维效应。通过数值求解磁化中子星壳内的三维热传导方程,计算了表面温度分布。我们采用了各向异性(张量)的电子导热系数,这是作为一个解析解的玻尔兹曼方程与Chapman-Enskog方法。为了计算表面温度分布,我们构造了磁化中子星包层的局部一维平面平行模型(“Ts-Tb”关系)。然后,我们使用它作为外边界条件的三维问题在地壳中找到自洽的解决方案。为了研究各向异性温度分布的可能观测表现,我们用复合黑体模型计算了光变曲线。我们的计算表明,一个非轴对称的磁场分布可以导致不规则的非正弦形状的脉冲轮廓,以及在某些情况下,一个显着放大的脉动的热通量相比,纯偶极磁场配置。
2019-12-12 astro-ph.HE
General relativistic radiation magnetohydrodynamics simulations of supercritical accretion onto magnetized neutron star; -modeling of ultra luminous x-ray pulsars
通过2.5维广义相对论辐射磁流体动力学模拟,我们证明了超临界吸积到非旋转,磁化中子星,其中偶极子场的磁场强度是$10^{10}$ G的恒星表面。我们发现超临界吸积流由吸积柱和截断吸积盘两部分组成。超临界吸积盘,出现在远离中子星的地方,在$\sim 3R_*$ cm附近被截断($R_*=10^6$ cm是中子星的半径),在那里通过偶极磁场的磁压与盘的辐射压平衡。圆盘在截断半径附近的角动量通过偶极场的磁矩有效地向内传输,诱导中子星的自旋。估算的自旋上升速率$\sim -10^{-11}$ s s $^{-1}$与最近对超亮X射线天体的观测结果是一致的。在截断半径范围内,气体沿着偶极场落在中子星上,导致在南北半球上形成吸积柱。柱的净吸积率和光度分别为$\sim 66L_{\rm Edd}/c^2$和$\lesssim 10L_{\rm Edd}$,其中$L_{\rm Edd}$是爱丁顿光度,c是光速。我们的模拟支持一个假设,即超发光的X射线天体是由磁化中子星的超临界吸积提供动力的。
2017-07-26 astro-ph.HE
Schwinger Pair Production and Vacuum Birefringence around High Magnetized Neutron Stars
本文研究高磁化中子星周围的施温格对产生与真空双折射效应,基于戈德赖希-朱利安模型,预测未来X射线偏振观测可验证量子电动力学强场效应。
2023-08-30 astro-ph.HE hep-ph
Atmosphere of strongly magnetized neutron stars heated by particle bombardment
强磁化的中子星(如磁星)的磁层可以维持大的电流。带电粒子返回表面时具有大的洛伦兹因子,产生粒子轰击。本文研究了强磁化中子星在粒子轰击加热条件下的辐射输运。在爱丁顿近似下,考虑了强磁场引起的极化效应,求解了灰色大气的辐射转移方程。该解决方案显示了热外层和低(均匀)温度大气内部的形成。这表明出射光谱可以由单个黑体描述,可能形成光学/红外过量(低于约1 eV)。我们还发现,偏振强烈依赖于粒子轰击的亮度和穿透长度。因此,从活跃的来源,如瞬态磁星,其中的光度减少了几个数量级的热辐射,可能会显示出显着变化的偏振模式在爆发下降。我们的研究结果可能是相关的,在未来的X射线偏振任务,如IXPE和eXTP。
2018-11-20 astro-ph.HE
Work Function of Strongly Magnetized Neutron Star Crustal Matter and the Associated Magneto-Sphere
根据\cite{R1}的一个非常有趣的想法,我们用相对论形式的P-Fermi模型得到了强磁化中子星外壳区的功函数。在本方案中,功函数变得各向异性;纵向部分是磁场强度的递增函数,而横向部分发散。得到了极盖区场致发射和光致发射电流引起的磁层电子密度的近似估计。
2009-12-30 astro-ph.HE cond-mat.mtrl-sci nucl-th
Axisymmetric equilibrium models for magnetized neutron stars in General Relativity under the Conformally Flat Condition
极强磁化的中子星,其磁场强度可达$\sim 10^{15-16}$ G,或称磁星,在过去的十年里受到了相当大的关注,因为它们被认为是软伽马重复源和异常X射线脉冲星的合理来源。此外,这类紧凑的物体被认为是一种可能的发动机,能够为长和短伽马射线暴提供动力,如果它们形成阶段的旋转周期足够短(~1毫秒)的话。如此强大的磁场预计会引起恒星的大量变形,从而产生引力波的发射。在这里,我们调查,通过数值模拟,轴对称的静态平衡的多方和强磁化的恒星在充分的广义相对论,在理想的磁流体动力学制度。假设度量的扩展共形平坦条件(XCFC),允许我们采用为X-ECHO代码引入的技术[Bucciantini & Del Zanna,2011,Astron. Astrophys. 528,A101],被证明是准确的,有效的,稳定的。磁化中子星平衡的最新XNS代码已向社会公开(见www.arcetri.astro.it/science/ahead/XNS)。在这里检索的几个序列的模型,从纯粹的环形(解决文献中的争议)或极向的情况下,所谓的扭曲环面混合配置,预计是动态稳定的,这是第一次在非微扰制度解决。
2014-02-06 astro-ph.HE
Pulsar Wind Nebulae: On their growing diversity and association with highly magnetized neutron stars
1968年在蟹状星云和船帆座星云的超新星遗迹(SNRs)中发现了蟹状星云和船帆座星云,证实了巴德和茨维基1934年的预测,即超新星形成了中子星。在过去的十年里,对脉冲星风星云(PWNe)的观测,特别是钱德拉X射线天文台的观测,打开了一个新的窗口,可以关注中子星的相对论风,研究它们与宿主SNR的相互作用,并找到以前错过的中子星。几十年来,蟹状星云一直被认为是PWNe的原型,但我们现在知道不同种类的中子星和PWNe的性质与蟹状星云不同。在这次演讲中,我回顾了中子星/PWNe-SNRs协会的现状,并强调了PWNe与高磁化中子星协会的X射线眼睛的日益多样性。最后,我展望了未来的高能研究。
2012-11-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Neutron Anomalous Magnetic Moment in Dense Magnetized Systems
本文假定中子反常磁矩的大小与系统的密度和磁场有关,计算了中子反常磁矩。采用最低阶约束变分法和$AV_{18}$核势计算了中子反常磁矩的介质依赖性。证实了中子反常磁矩随密度的增加而增加,随磁场的增加而减小。对体系的能量和状态方程也进行了研究。
2018-01-16 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Structural quasi-universality in highly magnetized differentially rotating neutron stars
University of Warsaw(华沙大学)
该研究建立了适用于均匀旋转、差速旋转及强磁化中子星的转动惯量与致密性广义准普适关系,推导了依赖关系的解析表达式,可用于磁星光度及GW170817遗迹转动动能的相关估计。
2026-11-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Hypercritical accretion onto a magnetized neutron star surface: a numerical approach
在核心坍缩的超新星中产生的新生中子星的性质会受到爆炸后几小时可能发生的后期回落的强烈影响。这种吸积发生在由中微子冷却主导的区域,Chevalier(1989)最初在这方面进行了探索。在这里,我们重新审视这种方法在一个一维球对称模型,并进行数值模拟,在二维的吸积柱到中子星考虑详细的微观物理,中微子冷却和磁场的存在下,在理想的MHD。我们比较我们的数值结果的解析解,并探讨如何纯流体动力学以及MHD的解决方案不同于他们,并开始探索这可能会影响外观的残余作为一个典型的射电脉冲星。
2010-06-15 astro-ph.HE
Axisymmetric spheroidal modes of neutron stars magnetized with poloidal magnetic fields
我们计算了在轴对称极向磁场下磁化的中子星的轴对称球模。我们使用指数$n\sim1$的多面体作为中子星的背景平衡模型,其中我们忽略了由于磁场的变形。对于极向磁场,非旋转恒星的轴对称简正模被解耦为球模和环模,球模和环模可以分开处理。对于表面场强为$10^{14}$ G到$10^{16}$ G的$B_S$,我们计算了振荡频率与$B_S$成正比的轴对称球磁模。对于$B_S\sim 10^{15}$ G,磁模的典型振荡频率是$\sim 0.01\times\sqrt{GM/R^3}$,其中$M$和$R$分别是恒星的质量和半径,$G$是引力常数。对于$M=1.4M_\odot$和$R=10^6$ cm,该频率为$\sim 20$ Hz,这可以解释SGR 1806-204和SGR 1900+14的低频QPO。我们还发现模式的频率$> \sqrt{GM/R^3}$对应的径向基本和第一谐波模式。没有发现磁化星的轴对称球振荡的不稳定磁模。
2017-09-28 astro-ph.HE
A Relativistic Quantum Approach to Neutrino and Antineutrino Emissions via the Direct Urca Process in Strongly Magnetized Neutron-Star Matter
本文研究了强磁场作用下中子星物质直接Urca过程的中微子和反中微子辐射。我们计算的中微子发射率的直接Urca过程,即中子转换为质子,电子和反中微子,或质子-电子对转换为中子-中微子对。在朗道能级描述的状态下,我们求解了质子和电子的精确波函数。我们发现,直接Urca过程可以满足运动学约束,即使在密度区域,这个过程通常不会发生在没有磁场。
2021-12-11 astro-ph.HE nucl-th
Study of Magnetized accretion flow with cooling processes
本文研究了中子星磁化吸积流/漏斗流中的激波,分别采用韧致辐射冷却和回旋冷却。所有的吸积解都以靠近中子星表面的激波终止,但是在参数空间的某些区域,它还包含远离恒星表面的第二激波。我们发现,回旋加速器冷却对于匹配表面边界条件的正确吸积解是必要的。
2018-02-16 astro-ph.HE
Bright transients from strongly-magnetized neutron star-black hole mergers
随着aLIGO的出现,人们期待着对黑洞-中子星对的直接探测。电磁对应物对于可靠的引力波探测和天文信息的提取可能至关重要。然而,黑洞-中子星对是出了名的黑暗,望远镜无法观测到。与这种预期相反,只要中子星是高度磁化的,在合并前的最后时刻就可能发生明亮的电磁瞬变。中子星磁体的轨道运动产生了法拉第通量和相应的功率,可用于光度。曲率辐射的光谱逐渐上升,直到能量的快速注入点燃火球,这将表现为一个高能黑体,在中子星的磁场强度分别从$10^{12}$ G到$10^{16}$ G和$10M_{\odot} $黑洞X射线到$γ$射线中达到峰值。根据中子星的磁场强度,火球事件可能持续几毫秒到几秒钟,并且可以用费米伽马射线暴监测器以中子星磁场强度$\gtrsim 10^{14}$ G每年几次的速率观测到。我们还讨论了一个可能的衰减合并后的事件,可能伴随着这个信号。作为这些暗对的电磁对应物,黑洞电池应该对aLIGO时代多信使天文学的发展具有重要价值。
2016-07-26 astro-ph.HE