孤立中子星磁热演化三维代码 MATINS：磁场形式体系

中子星内部强磁场的长期演化需要特定的数值建模。中子星观测现象的多样性表明其磁拓扑相当复杂，需要进行三维模拟，例如，以解释观测到的爆发机制以及表面热点的产生。我们提出 MATINS，一种用于中子星磁热演化的新三维数值代码，基于采用立方球坐标系的有限体积格式。在这第一项工作中，我们聚焦于壳层磁场演化，包含对中子星结构、成分和电导率的真实计算，并假设简单的温度演化剖面。MATINS 可追踪具有复杂非轴对称拓扑和主导霍尔漂移项的强场（1e14–1e15 高斯）的演化，并适用于处理尖锐电流片。在介绍我们方法的技术描述和一些测试后，我们给出了真实中子星壳层中非线性磁场演化的长期模拟。结果显示非轴对称霍尔级联如何在不同空间尺度上重新分配能量。在探索不同初始拓扑后，我们得出结论：在几十 kyr 内，小尺度上极向与环向分量之间发生能量均分。然而，磁场对初始大尺度保持着强烈的记忆，这些大尺度很难被重构或产生。这表明中子星形成时获得的大尺度构型对于决定任何演化阶段的场拓扑都至关重要。