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孤立均匀旋转磁化脉冲星的制动指数

高能天体物理现象 2015-04-01 v1

摘要

孤立脉冲星是旋转的中子星,其角速度 Ω\Omega 及其时间导数已被精确测量,明确显示脉冲星正在减速。尽管自减慢的确切机制在细节上仍有争议,但普遍接受的观点是它源于旋转磁化体发出的磁偶极辐射 (MDR)。其他过程,包括引力辐射和相对论性粒子(脉冲星风)的发射,也在考虑之中。假设具有恒定转动惯量的旋转脉冲星的计算能量损失与 Ω\Omega 的模型依赖幂次成正比。该关系导致幂律 Ω˙\dot{\Omega} = -K Ωn\Omega^{\rm n},其中 nn 称为制动指数。MDR 模型预测 nn 精确等于 3。选定的孤立脉冲星观测提供了相当精确的 nn 值, individually 准确度达百分之几或更好,范围在 1< < n < < 2.8 之间,始终低于 MDR 模型的预测。尽管对 MDR 模型的各种修正进行了广泛调查,但尚未找到令人满意的观测解释。我们采用四种物理上现实的状态方程和两种计算代码,来模拟 MDR 模型中旋转对制动指数的动力学效应。此外,我们模拟了对转动惯量的影响,假设星体壳层和核心区域之间存在一定量的超流物质,从而基本上消除了两个区域之间的动量传递。我们发现旋转对制动指数的影响在高频下显著,但在与迄今为止测量最精确的脉冲星一致的频率下影响甚微。

关键词

引用

@article{arxiv.1503.09122,
  title  = {Braking index of isolated uniformly rotating magnetized pulsars},
  author = {Oliver Hamil and Jirina Stone and Martin Urbanec and Gabriela Urbancova},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1503.09122},
  year   = {2015}
}

备注

Conference proceeding: Compact Stars in the QCD Phase Diagram IV (CSQCDIV) September 26-30, 2014, Prerow, Germany http://www.ift.uni.wroc.pl/~csqcdiv