一种用于中子星霍尔驱动磁场演化的新代码

在过去十年中，天体物理场景中磁场演化的数值建模已成为一个日益重要的领域。在中子星的结晶壳层中，磁场演化由霍尔感应方程支配。在该方程中，两项（霍尔项和欧姆耗散）的相对贡献随温度和磁场强度的局部条件而变化。这导致随着磁雷诺数的增加，方程从纯粹的抛物型特征过渡到双曲型特征，从而带来了严重的数值问题。迄今为止，大多数研究此问题的尝试都基于谱方法，但它们在表示向大磁雷诺数过渡时失败了。我们提出了一种基于迎风有限差分技术的新代码，该代码能够处理任意低磁扩散率的情况，适用于研究演化过程中尖锐电流片的形成。该代码在不同极限下经过了全面测试，并用于说明某些代表性情况下中子星壳层磁场的演化。我们的代码与冷却代码耦合，可用于进行中子星磁热演化的长期模拟。