具有开放与闭合磁拓扑的中子星中的较差自转

已有解析论证指出，中子星中较差自转的程度取决于内部磁场的拓扑是开放的还是闭合的。为了检验这一论断，采用理想磁流体力学求解器 PLUTO，对导电、较差自转的球壳中由具有开放和闭合拓扑的磁场穿过的不可压缩粘性流体的流动进行了数值研究。在外球 Alfvén 时标上，沿着连接外球南北半球的磁场线，强制执行与外球的刚体共转。然而，沿着其他磁场线，行为更为复杂。例如，初始点偶极子场演化产生一个近似闭合的赤道磁通管，其中包含至少一条主要是环向且近似闭合的磁场线，周围环绕着一束主要是环向但开放的磁场线。在赤道磁通管内部，磁场线平均磁张力趋近于零，流体呈较差自转，在粘性时标上调整其角速度以匹配磁通管环面上的边界条件。在赤道磁通管外部，较差自转增加，而沿开放磁场线平均的磁张力减小。