Pulse Peak Migration during the Outburst Decay of the Magnetar SGR 1830-0645: Crustal Motion and Magnetospheric Untwisting
磁星,孤立的中子星的磁场强度通常为$\gtrsim10^{14}$ ~G,表现出独特的长达数月的爆发时期,在此期间,软X射线脉冲轮廓的强烈演变,以及非热磁层发射成分,经常被观察到。在最近一次爆发衰变的前37天,使用磁星SGR 1830-0645的近每日NICER观测,清楚地观察到脉冲峰值的相位迁移,将脉冲形状从最初的三峰转换为单峰轮廓。这样的峰合并以前从未在磁星上看到过。我们的高分辨率相位分辨光谱分析显示,尽管复杂的初始脉冲形状,温度没有显着的演变。然而,推测的地表热点在峰值迁移和爆发衰减期间收缩。我们提出了两个可能的起源,这种演变。对于地表内热,地壳构造运动可能是其根本原因。推测的地壳运动速度为$\lesssim100$ ~m~day $^{-1}$,驱动区的密度为$ρ\sim10^{10}$ ~g~cm $^{-3}$,深度为$\sim200$ ~m。或者,热点可能是由扭曲的磁层粒子轰击加热的,磁层拥有通量管或绳,有点类似于太阳日冕环,在30-40天的时间尺度上解开和消散。峰值迁移则可能是由于磁力线脚点运动(必然由地壳运动驱动)和不断变化的地表辐射束的组合。这些新的数据集生动地描绘了与磁星爆发相关的动态,但它也强调了需要一个更通用的理论图,其中磁层和地壳被认为是串联的。
2022-01-17 astro-ph.HE
Crustal Quakes Spark Magnetospheric Blasts: Imprints of Realistic Magnetar Crust Oscillations on the Fast Radio Burst Signal
本文将磁星地壳的磁弹性动力学模拟与磁层的三维相对论电动力学模拟结合,揭示地壳振荡触发磁层波并引发多种非线性现象,为快速射电暴机制提供约束。
2025-08-25 astro-ph.HE
Correct criterion of crustal failure driven by intense magnetic stress in neutron stars
本研究通过求解弹性变形微分方程,发现以往用代数近似替代剪切应变张量的方法在量级和空间分布上均不准确,需用正确方法重新审视磁星壳层破裂与磁场演化的计算。
2024-08-26 astro-ph.HE
Young magnetars with fracturing crusts as fast radio burst repeaters
快速射电暴是起源于河外的毫秒级射电脉冲。最近的一项统计分析发现,重复源FRB 121102的爆发能量遵循幂律,其指数与古腾堡-里克特地震定律惊人地一致。这暗示重复爆发体可能是经历剧烈构造活动的致密物体。对于年轻的磁星,拥有地壳磁场,这是既强($B \gtrsim 10^{15}$ G)和高度多极,霍尔漂移可以煽动显着的领域重组,即使在$\lesssim$世纪长的时间尺度。这种重新配置在恒星的外层产生了磁应力区,其强度可能足以促进频繁的地壳故障。在本文中,假设一个地震的情况下,我们展示了如何地壳场的演变,这决定了由此产生的裂缝的几何形状,可以绑定到爆裂性能。高度各向异性应力产生的多极场的快速演变,这意味着小,局部裂纹可以偶尔发生在整个地壳在霍尔演化。这些浅裂缝中的每一个都可能释放能量爆发,其量级与重复源FRB 121102和FRB 180814.J0422+73中所见的一致。
2019-08-19 astro-ph.HE
Global Crustal Dynamics of Magnetars in Relation to their Bright X-ray Outbursts
本文研究了中子星地壳对核壳边界上光滑的、不平衡的麦克斯韦应力的屈服响应,以及地壳与外部磁场的耦合。磁星地壳中的应力积累和屈服是一种全球性现象:从一个塑性变形区辐射的弹性变形显示出在远处区域显著增加蠕变速率。动态速率的失控蠕变被证明是可能的,通过原位加热和抑制嵌入的磁场的热传导和剪切增强。一个全球性的和随时间变化的弹性,塑性,磁性和热演化模型的开发。断层状结构自然发展,并观察到一系列的爆发时间尺度。具有类似于巨型磁星耀斑(毫秒上升,$\sim$ 0.1 s持续时间和衰减的幂律尾)的时间剖面的瞬态事件是由失控蠕变引起的,这种蠕变始于局部的次千米大小的斑块,并蔓延到整个地壳。在垂直分层地壳应力松弛的一维模型表明,适度增加施加的应力允许嵌入的磁剪切逃脱恒星超过$\sim$ 3-10毫秒,耗散更大的能量,如果外部场已经剪切。几个这样的相互耦合的区域自然产生持续时间为$\sim$ 0.1 s的脉冲串,如在宽范围的脉冲串能量上观察到的。许多塑性区的集体相互作用迫使地壳的全球弹性模式的超稳定性,与QPO活动延伸超过$\gtrsim$ 100 s。巨型耀斑可能涉及局部区域的突然熔化,高频($\gg$ 100 Hz)QPO对应于这些区域内的阿尔文驻波。
2016-08-08 astro-ph.HE
Magneto-elastic oscillations and the damping of crustal shear modes in magnetars
在一个磁星磁弹性振荡的现实模型中,我们发现地壳剪切振荡(常被用来解释软伽马射线中继器(SGR)中巨型耀斑后出现的准周期振荡(QPO))在时间尺度上被共振吸收阻尼,阻尼时间尺度最多为0.2 s,偶极磁场强度的下限为5 x 10^13 G。在较高的磁场强度(典型的磁星),阻尼时间尺度甚至更短,如早期的玩具模型所预期的那样。我们已经调查了一系列的状态方程和质量,如果磁星是由一个偶极磁场为主,我们的研究结果排除了地壳的扭转剪切振荡解释所观察到的低频QPO。相反,我们发现,如果偶极磁场强度超过10^14 G到10^15 G的几倍,阿尔文QPO模型是对观测到的QPO的可行解释。然后,阿尔文QPO不再局限于流体核心,而是完全在地壳区域占主导地位,并在恒星表面具有最大振幅。
2010-11-24 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Hyperactive Magnetar Eruptions: Giant Flares, Baryon Ejections, and Fast Radio Bursts
Princeton University(普林斯顿大学);Columbia University(哥伦比亚大学);Max Planck Institute for Astrophysics(马克斯·普朗克天体物理学研究所);Flatiron Institute(平顿研究所);Monash University(蒙纳士大学)
研究探讨磁星内部磁场通过偶极扩散演化引发喷发的过程,发现其可喷射磁环并产生巨量耀斑,解释了SGR 1806-20 2004年耀斑及后续辐射现象,提出超活跃磁星可能为宇宙快速射电暴的引擎。
2026-04-30 astro-ph.HE
Possible identifications of newly observed magnetar quasi-periodic oscillations as crustal shear modes
在软伽马中继站(SGR)中发现的准周期振荡(QPO)有望帮助我们研究中子星中物质的性质。在早期的研究中,我们把在SGR 1806、$-$ 20和SGR 1900+14的巨型耀斑中观测到的频率低于$\sim100$ Hz的QPO确定为地壳扭转振荡。为此,我们通过改变恒星的质量和半径,计算了具有不同角指数$\ell$的基本扭转振荡的频率。在这项工作中,我们试图在与之前相同的框架内解释Huppenkothen等人最近报道的额外QPO频率(2014a,b),除了我们新考虑了电子屏蔽的影响,这会使频率降低一小部分。这些QPO是在两个不同的SGR中发现的,即,SGR 1806 $-$ 20和SGR J1550 $-$ 5418。然后,我们发现SGR 1806 $-$ 20中新观察到的QPO频率仍然可以被识别为基本扭转振荡的频率之一,而SGR J1550 $-$ 5418中的QPO频率也可以用扭转振荡来解释,尽管相关的角指数很难识别。
2015-08-07 astro-ph.HE nucl-th
The magnetar Swift J1822.3$-$1606 entered an outburst phase in 2011 July. Previous X-ray studies of its post-outburst rotational evolution yielded inconsistent measurements of the spin-inferred magnetic field. Here we present the timing behavior and flux relaxation from over two years of Swift, XTE, and Chandra observations following the outburst. We find that the ambiguity in previous timing solutions was due to enhanced spin down that resembles an exponential recovery following a glitch at the outburst onset. After fitting out the effects of the recovery, we measure a long-term spin-down rat…
2014-01-27 astro-ph.HE
Thermoplastic waves in magnetars
磁星活动是由中子星表面的剪切运动产生的,这种剪切运动释放了内部的磁应力。用地震和断层来类比是有问题的,因为地壳被强磁场所渗透,这极大地限制了地壳的位移。我们描述了一种新的变形机制,这是特定于强磁化中子星。由于热塑性塑料的不稳定性,受到磁应力的地壳开始移动,从而发射出剪切地壳并燃烧其磁能的波。传播波阵面类似于燃烧物理学中的爆燃阵面。我们描述的不稳定性,前结构和速度的条件,并讨论所观察到的磁星活动的影响。
2014-08-12 astro-ph.HE
Internal constitution of the outer crust of non-accreted neutron stars and magnetars
Université Libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学);Brussels Laboratory of the Universe(宇宙布鲁塞尔实验室)
开发了magcrust程序,快速计算冷非吸积磁星在1e13-1e16 G磁场范围内的外壳组成,精度在百分之几内,计算速度提升1e3-1e7倍。
2026-06-08 astro-ph.HE nucl-th
Systematic study of magnetar outbursts
我们提出的所有磁星爆发观测到的系统研究的结果,通过重新分析在约1100 X射线观测获得的数据。我们跟踪爆发的软X射线光谱特性和亮度的单光谱分量以及总发射的时间演化。我们的经验模型所有的爆发光变曲线,并估计特征衰变时间尺度以及所涉及的能量。我们研究了不同参数之间的联系(如爆发峰值和平静时的光度,最大光度增加,爆发的衰变时标和能量,中子星表面偶极磁场和特征年龄等),并揭示了这些量之间的几个相关性。我们讨论了我们的结果的背景下,内部地壳加热和扭曲束模型的磁星爆发。这项研究得到了磁星爆发在线目录(http://www.example.com)的补充,这是一个交互式数据库,用户可以在其中绘制这项工作中得出的参数的任何组合,并下载所有数据。magnetars.ice.csic.es
2017-11-30 astro-ph.HE
Magnetar Activity via the Density-Shear Instability in Hall-MHD
我们调查的密度剪切不稳定性霍尔磁流体通过数值模拟的完整的非线性问题,在磁星活动的背景下。我们确认的发展的不稳定性的平面平行磁场具有适当的强度和电子密度分布,根据解析理论。我们发现,不稳定性也出现了一个单调递减的电子数密度和磁场,一个平面平行模拟的方位角或半球形的磁场在地壳中的磁星。不稳定性的增长率取决于场的霍尔特性(磁场强度、电子数密度和相应的标度高度),而对弱电阻率不敏感。由于霍尔效应是磁星地壳磁场演化的驱动过程,我们认为,这种不稳定性是至关重要的系统包含强大的纬向或方位场。我们发现,这一过程介导的局部结构的形成与更强的磁场比平均水平,这可能会导致磁星活动和加速的字段的耗散,从而产生欧姆加热。假设在地壳底部存在一个$5\times10^{14}$ G磁场,我们预计,在几个$10^{2}$米大小的典型区域中,很容易形成像$10^{15}$ G那样强的磁场,其中包含$10^{43}$尔格的磁能,足以驱动磁星爆发。这些活动区更可能出现在切向磁场较强的磁赤道上。
2015-07-27 astro-ph.HE
Can a strong radio burst escape the magnetosphere of a magnetar?
本文研究了磁星磁层内发射快速射电暴的可能性。在其传播过程中,无线电波必须与外磁层中半径为$R=10^9$-$10^{10}\,$ cm的低密度$e^\pm$等离子体相互作用。在这个区域,磁层粒子有一个巨大的截面来散射波。结果,波与磁层强烈相互作用并压缩它,将FRB能量沉积到压缩场和散射辐射中。散射光谱延伸到$γ$射线带并触发$e^\pm$雪崩,进一步增加不透明度.这些过程阻塞FRB,不利于无线电源限制在$R\ll 10^{10}\,$ cm的情况。观测到的FRB可能是由磁层耀斑喷出物向大半径输送能量而发射的。
2021-10-18 astro-ph.HE
Flux Relaxation after two outbursts of the magnetar SGR 1627$-$41 and possible hard X-ray emission
我们报告了2008年爆发后磁星SGR 1627-41的长期通量弛豫,以及NuSTAR测量的硬X射线过量的证据。我们使用钱德拉和XMM-Newton的新观测结果,以及2008年爆发后在~2000天进入静止期的档案NuSTAR观测结果。我们发现,自2008年爆发后约1000天的2011年最后一次测量以来,源通量进一步下降。这一趋势与1998年爆发后的弛豫趋势相似。我们使用地壳冷却模型来再现通量弛豫;如果恒星的整个表面都在爆发中被加热,则模型表明2008年SGR 1627-41的爆发将能量沉积到内部地壳中,并且SGR 1627-41的核心温度很低(T_c<10^8 K)。另一方面,如果只有一小部分表面被加热,或者地壳的温度达到熔化温度,那么早期的弛豫需要另一种发射机制。最后,我们报告了SGR 1627-41中硬X射线发射的证据,它遵循了Kaspi和Boerstun(2010)在磁星中提出的观测相关性。
2018-04-01 astro-ph.HE
Chandra monitoring of the Galactic Centre magnetar SGR J1745-2900 during the initial 3.5 years of outburst decay
我们报告了自2013年4月爆发以来对银河系中心磁星SGR J1745-2900进行的3.5年钱德拉监测。到目前为止,磁星的自旋下降已经显示出至少两次周期导数的增加,并且在过去一年左右的时间里,它已经有规律地放缓。我们观察到脉冲分数的时间演变略有增加的趋势,在最近的观测中高达约55%。SGR J1745-2900还没有达到静止水平,到目前为止,整体的爆发演化可以用恒星表面的冷却热区来解释。我们讨论了可能的情况下,特别是如何在这个源中的收缩热点的存在是很难调和与内部地壳冷却,有利于解扭束模型的爆发。此外,我们还展示了如何从一个单一的均匀的热点发射是不兼容的观察到的脉冲分数演变的任何一对视角,这表明各向异性的发射模式。
2017-07-18 astro-ph.HE
Role of nuclear physics in oscillations of magnetars
强磁场对磁星的地壳性质有重要影响。在这里,我们研究磁星的磁弹性振荡,考虑到强磁场对地壳成分(磁化地壳)的影响。我们计算全球磁弹性(GME)模式以及模式局限于地壳(CME)。地壳的组成直接影响其剪切模量,我们使用三种不同的核子-核子相互作用计算:SLy4,SkM和Sk272。在强磁场$\geq 10^{17}$ G中,所有Skyrme相互作用的地壳剪切模量都增强。无论有无磁场存在,SLy 4相互作用的地壳剪切模量都远高于SkM和Sk272相互作用的地壳剪切模量。虽然我们没有发现有和没有磁化结壳的GME和CME基模的频率有任何明显的变化,但CME模的第一泛音频率在强磁场$\geq 10^{17}$ G中受到显著影响。然而,在GME模式的第一泛音的频率中没有观察到该特征。与先前的研究一样,还注意到,当磁场达到临界场($B > 4 \times 10^{15}$ G)时,结壳对两种类型的动力弹性模式频率的影响消失。GME和CME模式的频率计算磁化地壳的基础上所有三个核子-核子相互作用,恒星模型和磁场,与观测到的准周期振荡(QPOS)在SGR 1806 - 20和SGR 1900 + 14的频率进行了比较。在早期的研究中,这种比较表明,GME模式是必不可少的解释所有的频率CME模式只能解释较高的频率。
2016-08-03 astro-ph.HE nucl-th
Dissipation of Alfvén Waves in Relativistic Magnetospheres of Magnetars
磁星耀斑在中子星的磁层中激发出强烈的阿尔文波。波能量可以(1)在磁层中消散,(2)转换为"快模式"并可能逃逸,(3)穿透中子星地壳并在那里消散。我们研究和比较这三种选择。特别具有挑战性的是强波之间的非线性相互作用,这将发展为小耗散尺度的级联。这个过程可以在无力电动力学(FFE)的框架内进行研究。我们进行三维FFE模拟研究阿尔文波耗散,需要多长时间,以及它如何依赖于驱动尺度上的初始波振幅。在模拟中,我们发射了两个大的阿尔文波包,它们在封闭的磁场线上不断反弹,并反复碰撞,直到形成完整的湍流谱。除了耗散由于湍流级联,我们发现,在一些模拟虚假的能量损失发生在第一次碰撞。这种效应发生在FFE描述中断的特殊情况下。这是解释一个简单的一维模型,我们研究在FFE和全磁流体动力学设置。我们发现磁层通过非线性波相互作用的耗散相对较慢,更多的能量被排入中子星。沉积到恒星中的波能通过液态海洋底部引起的塑性地壳流动迅速消散,产生的热量的一部分从恒星表面辐射出去。
2018-10-24 astro-ph.HE
Spectral and timing properties of the magnetar CXOU~J164710.2-455216
我们报告的光谱和时间特性的磁星CX164710.2 -455216在大质量星团Westerlund 1。利用钱德拉和XMM-牛顿在2006年爆发后大约1000天内获得的11个档案观测数据,我们研究了该源的通量和光谱演化。我们发现,硬度的来源,量化的硬度比,黑体温度或幂律光子指数,显示出明确的相关性与2- 10 keV的吸收校正通量和幂律分量通量衰减速度比黑体组件的第一个~100天。我们还通过分析大约2500天的数据来测量源的时间属性。测得的周期和周期导数为10.610644(17)s(MJD 53999.06),<4 X 10^{-13} s^-1(90%置信度),这意味着源的自旋推断偶极磁场小于7 X 10^{13} G。这比以前提出的要小得多。我们发现了第二次流量增加的证据,这表明MJD 55068和55832之间的第二次爆发。最后,基于地壳冷却模型,我们发现,源的冷却曲线可以重现,如果我们假设的能量是沉积在外壳和2006年爆发后的恒星的温度分布是相对独立的密度。
2012-12-02 astro-ph.HE
A new low-B magnetar: Swift J1822.3-1606
我们报告了Swift,RXTE,朱雀,钱德拉和XMM-牛顿对新发现的磁星Swift J1822.3-1606(SGR 182-1606)爆发的长期X射线监测,从发现短X射线爆发后不久的第一次观测(2011年7月),通过其爆发衰变的第一阶段(2012年4月)。我们的X射线定时分析发现源以P = 8.43772016(2)s的周期旋转,周期导数Pdot = 8.3(2)x 10 e-14 s-1,这意味着赤道处的推断偶极表面磁场为2.7 x 10 e 13 G。这一测量结果使斯威夫特J1822.3-1606成为第二低的磁场磁星(仅次于SGR 0418+5729; Rea等人,2010年)。从爆发开始的通量和光谱演化之后,我们发现通量减少了大约一个数量级,光谱有微妙的软化,这是磁星爆发衰变的典型特征。通过对Swift J1822.3+1606的长期热演化进行建模,我们发现,如果该源出生时的极向场和地壳环向场分别为Bp ~ 1.5 x 10 e14 G和Btor ~ 7 x 10 e14 G,则可以再现该源的观测时间特性及其静态X射线亮度。如果它的当前年龄是~550 kyr(更多详情见Rea等人,2012年)。
2012-11-30 astro-ph.HE
Gravitational radiation from neutron stars deformed by crustal Hall drift
射电辐射的一个先决条件是极冠区域存在强的小尺度磁场结构(“磁点”)。它们的产生可以通过地壳霍尔漂移从两个定性和定量不同的初始磁场配置中进行:一个完全局限于地壳的场和另一个穿透整个恒星的场。这项研究的目的是探索地壳中的这些磁性结构是否能够使恒星充分变形,使其成为可观测的引力波源。我们模拟这些领域的配置,它可以开发,在$\sim 10^4$ - $10^5$年,局部表面磁场强度$\sim 10^{14}$ G保持超过$\gtrsim 10^6$年的磁点的演变。计算了磁力引起的变形。我们表明,在有利的初始条件下,一颗恒星经历地壳霍尔漂移可以有椭圆率$ε\sim 10^{-6}$,即使与亚磁星极场强度,经过$\sim 10^5$年。脉冲星旋转频率为$\sim 10^2$ Hz,具有这样的$ε$是一个有希望的引力波源候选者。由于如此大的形变只能由穿透整个恒星的特定磁场配置引起,并且其最大磁能集中在外核区域,因此从射电望远镜观测到的引力波发射可以告诉我们年轻中子星的内部场结构。
2016-04-14 astro-ph.HE gr-qc
Magnetar Outburst Models with Cooling Simulations
本文用包含恒星外层的磁热演化代码模拟磁化中子星壳层局部热沉积后的表面冷却,表明外壳小热点可解释磁星爆发的峰值光度与持续时间。
2025-09-01 astro-ph.HE
The X-ray outburst of the Galactic Centre magnetar SGR J1745-2900 during the first 1.5 year
2013年4月,一颗新的磁星SGR 1745-2900在进入爆发时被发现,距离银河系中心人马座A* 的超大质量黑洞只有2.4角秒的角距离。SGR 1745-2900的表面偶极磁场约为2 × 10 ^{14} G,是迄今观测到的最接近黑洞的中子星。在射电和X射线波段都探测到了这个新的辐射源,其峰值X射线光度L_X ~ 5 × 10 ^{35} erg·s^{-1}。在这里,我们报告了从2013年4月爆发开始到2014年9月SGR 1745-2900的长期钱德拉(25次观测)和XMM-牛顿(8次观测)X射线监测活动。这个前所未有的数据集使我们能够细化的源的定时特性,以及研究作为时间和旋转相位的函数的爆发光谱演化。我们的时间分析证实了自旋周期导数在2013年6月左右增加了约2倍,并显示在2013年10月30日至2014年2月21日之间进一步增加。我们发现,在1.5年内,周期导数从6.6 × 10 ^{-12} s^{-1}变化到3.3 × 10 ^{-11} s^{-1}。另一方面,与其他磁星相比,这颗磁星显示出缓慢的通量衰减和相当低效的表面冷却。特别是,星震引起的地壳冷却模型很难单独解释其爆发的前200天的高亮度源,和额外的加热的恒星表面从电流流动在扭曲的磁束可能在爆发的演变中发挥了重要作用。
2015-03-04 astro-ph.HE
Post-outburst X-ray flux and timing evolution of Swift J1822.3-1606
雨燕J1822.3-1606是在2011年7月14日由雨燕爆发警报望远镜发现的。该源的周期为8.4377 s,被确定为磁星。在这里,我们提出了一个相位连接的时间分析和使用RXTE,斯威夫特和钱德拉观测的通量和光谱特性的演变。我们测量的自旋频率为0.1185154343(8)s $^{-1}$和频率导数为MJD 55761.0的$-4.3\pm0.3\times10^{-15}$,在时序分析中,包括我们归因于时序噪声的显著非零二阶和三阶频率导数。这对应于$B\sim5\times10^{13}$ G的估计的自旋向下推断的偶极磁场,与先前的估计一致,但仍可能受到未建模噪声的影响。我们发现,爆发后1- 10 keV的通量演化可以用双指数衰减的时间尺度为$15.5\pm0.5$和$177\pm14$天。我们还拟合了光变曲线与地壳冷却模型,这表明冷却的结果从热注入到外壳。我们发现,在磁星爆发中观察到的硬度-通量相关性也是Swift J1822.3-1606爆发的特征。我们比较了雨燕J1822.3-1606与其他磁星及其爆发的性质。
2012-10-26 astro-ph.HE
Reactivation of the high-magnetic field pulsar PSR J1846--0258 with magnetar-like bursts
我们报告了2020年高能高磁场脉冲星PSR J 1846 -0258及其脉冲星风星云(PWN)的重新激活,经过14年的静止与新的钱德拉和绿岸望远镜的观测。J1846-0258的短持续爆发伴随着X射线持续通量的增强和显着的光谱软化,与2006年第一次爆发期间观察到的相似。2020年的脉冲星光谱是由一个幂律模型与光子指数伽玛= 1.7 \pm 0.3相比,伽玛=1.2 \pm 0.1爆发前,并显示出一个新兴的黑体温度kT=0.7 \pm 0.1千电子伏的热分量的证据。0.5- 10 keV的未吸收通量从静止时的5.4e-12 erg/cm^2/s增加到爆发后的1.3e-11 erg/cm^2/s。我们没有检测到任何无线电发射的脉冲星在2 GHz的相干脉冲发射和单脉冲,分别为7.1微焦耳和55毫焦耳的上限。2020年PWN光谱的特征是光子指数为1.92 \pm 0.04,距离为5.8 kpc的X射线光度为1.2 e-35 erg/s,与爆发前的观测结果一致。对靠近脉冲星的区域的分析显示,在2000年至2020年的20年期间,小尺度的时间变化和亮度变化,而光子指数没有变化。我们的结论是,在PSR J1846-0258的爆发是地壳和磁层效应的组合,没有显着的爆发引起的变化,在其PWN的基础上,目前的观测。
2021-03-23 astro-ph.HE
Direct Emission of Strong Radio Pulses During Magnetar Flares
研究了耀斑磁星的强射电脉冲发射。小尺度的电流梯度可以通过封闭磁层中火球辐射源的相同过程被印入强磁化流出物中。这种结构是地壳屈服、内部撕裂和湍流级联综合作用的结果。我们认为弱的小尺度电流的准线性发展是(i)它们被相对论膨胀拉伸并冻结,然后(ii)通过激波。特别是,我们推导出寻常波和快波的振幅,这些波出现在相对论磁化激波的下游,以响应被冻结到上游流中的模式(冻结阿尔文波或熵波)。当同向波长超过趋肤深度时,上游模可以线性地转换为在等离子体频率以上传播的次模。一个简单而准确的治疗冲击与极端磁化的发展,并形成内部冲击的流出,从一个爆裂,旋转磁星的概述。这里描述的发射过程不需要强激波或冷的$e^\pm$对(与电磁脉泽激波不稳定性相反)。在某些情况下,高频波被反射回观察者,但幅度很小,使其低于其他发射通道。占主导地位的次级电磁模式在发射时是超光速的,在流出物中受到微弱的诱导散射,并且可以在无线电波段到达观察者。
2022-12-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Force-free wave interaction in magnetar magnetospheres: Computational modeling in axisymmetry
本文通过轴对称无力电动力学模拟研究磁星磁层中阿尔芬波与快磁声波的相互作用,揭示其转换机制、效率及对快速射电暴等观测现象的潜在意义。
2024-09-04 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
A new low magnetic field magnetar: the 2011 outburst of Swift J1822.3-1606
本文报道了用Swift、RXTE、Suzaku、Chandra和XMM-Newton对新发现的磁星Swift J1822.3-1606爆发的长期X射线监测(SGR 1822-1606),从探测到导致其发现的短X射线爆发后不久的第一次观测,到其爆发衰变的第一阶段,(涵盖时间跨度为2011年7月至2012年4月底)。我们还报告档案ROSAT观测,见证了源在其可能的静止状态,并在雨燕J1822.3-1606的无线电脉冲和光发射爆发期间的上限,与绿岸望远镜(GBT)和大加那利望远镜(GTC),分别。我们的X射线时间分析发现,源旋转的周期为P=8.43772016(2)s,周期导数\dot{P} =8.3(2)x10^{-14} s^{-1},这意味着在赤道处的推断偶极表面磁场为B~ 2.7 x10 ^{13} G。这一测量结果使斯威夫特J1822.3-1606成为第二低的磁场磁星(仅次于SGR 0418+5729; Rea等人,2010年)。从爆发开始的通量和光谱演化之后,我们发现通量减少了大约一个数量级,光谱有微妙的软化,这是磁星爆发衰变的典型特征。通过模拟雨燕J1822.3-1606的长期热演化,我们发现,如果它出生时的极向场和地壳环向场分别为B_{p} ~1.5x10^{14} G和B_{tor} ~ 7 x10 ^{14} G,并且如果它的当前年龄为~550 kyr,则可以再现观测…
2012-05-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Three-dimensional dynamics of strongly twisted magnetar magnetospheres: Kinking flux tubes and global eruptions
本文通过三维磁层扭曲模拟揭示磁星通量管的扭结与全局爆发机制,解释不同能量X射线爆发并为快速射电暴供能模型提供坡印廷通量外流。
2023-04-25 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Axisymmetric magneto-plastic evolution of neutron-star crusts
中子星壳中的磁场演化是由霍尔效应和欧姆耗散驱动的,只要壳足够强以吸收磁场施加的麦克斯韦应力,从而使动量方程变得多余。然而,对于最强的中子星场,应力会累积到地壳破裂的程度,在这一点上,标准的演化方程不再有效。在这里,我们研究的演变磁场的地壳和超越地壳故障,从那里开始的地壳塑性流动。我们执行全球轴对称的演变,探索不同类型的故障影响有限区域的地壳。我们发现,即使在低塑性粘度的情况下,塑性流动也不会简单地抑制霍尔效应,而是导致非平凡的演变-在某些情况下甚至反应过度并增强霍尔效应的影响。它的影响在环向场中更为突出,而在极向场上的差异则不那么显著。我们认为,磁星爆发的性质和它们的自旋下降演化将受到塑性流动的影响,因此,对这些现象的观测可能有助于限制地壳破裂的方式。
2021-07-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dynamics of baryon ejection in magnetar giant flares: implications for radio afterglows, r-process nucleosynthesis, and fast radio bursts
本研究通过球对称相对论流体动力学模拟探究磁陀星巨耀发的重子抛射动力学,验证其抛射物性质与观测相符,指出其可作为重r过程核合成源并伴随短光学暂现,对快速射电暴相关研究有启示。
2024-02-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Search for Gravitational Wave Bursts from Six Magnetars
软伽马中继器(SGR)和异常X射线源(AXP)被认为是磁星:由极端磁场驱动的中子星。这些罕见的天体的特征是重复的,有时是壮观的伽马射线暴。爆发机制可能涉及地壳破裂和激发非径向模式,将发射引力波(GW)。我们提出了一个搜索的结果GW爆发从六个银河系磁星是敏感的中子星f-模式,被认为是最有效的GW发射振荡模式的紧凑型恒星。其中一个,SGR 0501+4516,可能距离地球约1千秒差距,比之前GW搜索的目标磁星近一个数量级。第二个是AXP 1 E 1547.0-5408,它产生了一个各向同性能量大于10^{44}尔格的爆发,与巨大的耀斑相当。我们没有发现任何证据的GW与1279个电磁触发器的样本发生在2006年11月和2009年6月之间的6个磁星,在GW数据从LIGO,处女座,和GEO 600探测器。对于探测器敏感波段中的带限和限时白噪声爆发,以及f模振铃(1090 Hz),我们的最低模型相关GW发射能量上限分别为3.0 × 10 ^{44} d_1^2 erg和1.4 × 10 ^{47} d_1^2 erg,其中d_1 = d_{0501} / 1 kpc,d_{0501}是到SGR 0501+4516的距离。这些对f模GW发射的限制比以前任何时候都要低一个数量级,并且第一次接近SGR巨型耀斑中看到的电磁能量范围。
2011-04-15 astro-ph.HE gr-qc