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磁层吸积中的离心势垒

高能天体物理现象 2023-02-08 v3

摘要

我们重新考察了向磁化中心恒星的吸积流动力学。对于偶极磁轴对齐情形,离心势垒位于 Rcb=(2/3)1/3Rc=0.87RcR_{cb} = (2/3)^{1/3} R_c = 0.87 R_c,其中 Rc=(GM/Ω2)1/3R_c= ( G M/\Omega^2)^{1/3} 为共转半径。对于倾斜偶极,仅当磁倾角满足 tanθμ1/(23)\tan \theta_\mu \geq 1/( 2 \sqrt{3}) θμ16.1\theta_\mu \geq 16.1^\circ )时,才可能从共转半径 RcR_c 直接吸积。吸积以漏斗流的形式进行——沿位于 μΩ\mu-\Omega 平面上的两股流,其方位张开角为 cos(Δϕ)=cot2θμ/12 \cos (\Delta \phi) = { \cot^ 2 {\theta_\mu} }/{12} 。对于被抗磁吸积盘扭曲的磁层,完全受限偶极的离心势垒可小至 Rcb=0.719RcR_{cb}= 0.719 R_c,而在磁平衡情形下向外延伸至 RcbRcR_{cb} \sim R_c。吸积中子星中的II型X射线暴可能由离心势垒介导;这要求近乎对齐的构型。被困在磁层中的离心势垒物质可能导致宿主恒星光变曲线中的周期性遮挡(“dips”),例如在吸积年轻恒星天体与X射线双星中所观测到的。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.00300,
  title  = {Centrifugal barriers in magnetospheric accretion},
  author = {Maxim Lyutikov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.00300},
  year   = {2023}
}