Pulsar radio emission may be generated in pair discharges which fill the pulsar magnetosphere with plasma as an accelerating electric field is screened by freshly created pairs. In this Letter we develop a simplified analytic theory for the screening of the electric field in these pair discharges and use it to estimate total radio luminosity and spectrum. The discharge has three stages. First, the electric field is screened for the first time and starts to oscillate. Next, a nonlinear phase occurs. In this phase, the amplitude of the electric field experiences strong damping because the field dramatically changes the momenta of newly created pairs. This strong damping ceases, and the system enters a final linear phase, when the electric field can no longer dramatically change pair momenta. Applied to pulsars, this theory may explain several aspects of radio emission, including the observed luminosity, $L_{\rm{rad}} \sim 10^{28} \rm{erg} \, \rm{s}^{-1}$, and the observed spectrum, $S_ω\sim ω^{-1.4 \pm 1.0} $.
Two Dimensional Configuration and Temporal Evolution of Sparking discharges in Pulsars
本文研究了脉冲星极冠上方内加速区（IAR）火花放电系统的演化。极冠的表面被加热到大约$10^6$ K的温度，并由于从恒星表面发射的带正电的离子而形成部分屏蔽间隙（PSG）。由于可变的$E$ x $B$漂移，火花在其寿命期间滞后于共旋转速度。在PSG中，火花放电出现在表面温度低于离子从表面自由流动的临界水平（$T_i$）的位置。由于在这些较低温度区域中沿着磁场线发展的大的电势降而开始产生火花，并且随后回流颗粒将表面加热到$T_i$。温度调节要求极盖紧密地填充有火花，并且要求在其边界周围连续存在火花，因为闭合的场线区域不可能加热。我们估计了IAR中火花系统的时间演化，该系统显示了沿两个不同方向的火花形成的逐渐转变，类似于极冠两半中的顺时针和逆时针运动。由于火花模式在两个半部分中的差异移位，中心火花发展代表核心发射。模拟了非偶极极冠不同方向的火花过程的时间演化，再现了与亚脉冲漂移相关的各种观测特征。
Axion Hair and Pulsar Electrodynamics: modelling, discharge dynamics, and particle-in-cell simulations
Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, University of Oxford（牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）；II. Institute of Theoretical Physics, Universität Hamburg（汉堡大学第二理论物理研究所）；Department of Theoretical Physics, CERN（欧洲核子研究中心理论物理部）；Dipartimento di Fisica, “Sapienza” Università di Roma & Sezione INFN Roma1（罗马第一大学物理系及INFN罗马一分部）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) and Barcelona Institute of Science and Technology (BIST)（高等能源物理研究所及巴塞罗那科学与技术研究院）；Institute for Advanced Study, Princeton（普林斯顿高等研究院）；University of Maryland（马里兰大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
Gamma-ray spectral properties of mature pulsars: a two-layer model
本文采用一个简单的两层外能隙模型，其加速器由一个主区和一个屏蔽区组成，讨论了$Fermi$探测到的成熟类星体的$γ$射线谱。通过求解Poisson方程，并假设这两个区域的电荷密度分布为简单的阶跃函数，可以计算出电场的分布和加速粒子的曲率辐射过程。在我们的模型中，相位平均谱的性质可以完全由三个能隙参数来描述，即外磁层中的分数能隙尺寸、主区中的能隙电流以及主区与总能隙尺寸之间的能隙尺寸比。我们讨论了这些参数如何影响光谱特性。我们认为，虽然外隙中的辐射机制是曲率辐射过程，但由于整个谱由主区和屏蔽区两部分组成，因此观测到的γ射线谱可以大大偏离简单曲率谱。在某些星系中，来自屏蔽区的辐射是如此之强，以至于从100 MeV到几GeV的光子指数可以像$\sim 2$一样平坦。结果表明，正则双稳星的拟合分数能隙厚度随自旋下降年龄的增加而增加。结果表明，总的间隙电流约为Goldreich-Julian值的50%，屏蔽区厚度仅占总间隙厚度的百分之几。我们还发现预测的γ $-ray luminosity is less dependent on the spin down power ($ L_{sd} $) for the pulsars with $ L_{sd} \ga 10^{36} $~erg/s, while the $ γ $-ray luminosity decreases with th…
Revealing the Unseen: The Discovery of Long-Awaited Radiation from the Intermittent Pulsar PSR B1931+24
Kashi University（喀什大学）；Xinjiang Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院新疆天文台）；Central China Normal University（华中师范大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；Max-Planck Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）
University of Potsdam（波茨坦大学）；Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；Max-Planck Institute for Radio Astronomy（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）；Masaryk University（马萨里克大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
Constraints on light QCD and CP-violating axions from the death line of rotation-powered pulsars
University of Oxford（牛津大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Universität Hamburg（汉堡大学）；CERN（欧洲核子研究中心）；INFN Roma1（意大利国家核物理研究所罗马第一分所）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Ecole Polytechnique Federale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)（高等物理研究所）；Barcelona Institute of Science and Technology (BIST)（巴塞罗那科学技术研究所）；Institute for Advanced Study, Princeton（普林斯顿高等研究院）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
Radio streaks in the Lighthouse Nebula discovered with MeerKAT -- Particles escaping from the tail and illuminating the ambient magnetic field
IRAP, Université de Toulouse（图卢兹大学 IRAP 研究所）；Osservatorio Astrofisico di Arcetri, INAF（阿切尔天文台 (INAF)）；Università degli Studi di Firenze（佛罗伦萨大学）；INFN , Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部）；Western Sydney University（西悉尼大学）；Australia Telescope National Facility, CSIRO（澳大利亚望远镜国家设施 (CSIRO)）；Astronomical Observatory, Volgina 7, 11060 Belgrade, Serbia（贝尔格莱德天文台）；LUPM, Université de Montpellier（蒙彼利埃大学 LUPM 实验室）
