滞弹性近似下磁星中的阿尔文准周期振荡
高能天体物理现象
2015-05-13 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们在磁星中进行了阿尔文振荡的二维模拟，磁星被建模为具有偶极磁场的相对论性恒星。我们使用了广义相对论磁流体动力学的滞弹性近似，该近似能够有效抑制流体模式并精确描述阿尔文波。此外，我们采用半解析方法，利用短波长近似，沿单个磁力线计算了阿尔文振荡频率。我们的主要发现如下：a) 我们确认了存在两类准周期振荡(QPO)，其谐波为基频的整数倍，这与Sotani、Kokkotas和Stergioulas的线性研究结果一致；b) 出现在磁轴附近的QPO根据其相对于赤道面的对称性分为两组。反对称QPO仅具有奇数整数倍谐波；c) 通过半解析方法获得的连续谱与通过二维模拟获得的QPO吻合得非常好，从而可以清晰地解释QPO对应于连续谱的转折点。这种一致性将允许对大量不同模型的阿尔文QPO进行全面研究，而无需进行耗时的模拟。最后，我们构建了QPO频率的经验关系，并将其与已知软伽马射线复现源的观测结果进行比较。我们发现，在我们的模型假设下，如果磁星的磁场以强偶极分量为主，并且QPO产生于磁极附近，那么可以给出平均表面磁场强度的上限，约为3-8×10^15高斯。
引用
@article{arxiv.0902.1472,
title = {Alfven QPOs in magnetars in the anelastic approximation},
author = {Pablo Cerdá-Durán and Nikolaos Stergioulas and José A. Font},
journal= {arXiv preprint arXiv:0902.1472},
year = {2015}
}
备注
Revised version to be published in MNRAS. 14 pages, 7 figures