全局磁层无力模拟中的扩散率

摘要：假设由无力电动力学约束的破坏所触发的数值扩散率是物理电阻率的代理，我们检验了其对具有赤道电流片的无力对齐脉冲星磁层整体动力学的影响。我们将约束破坏评估为扩散源。用于恢复无力条件的电场修正效应并不局限于赤道电流片，而是在短于脉冲星自转周期的时间尺度上改变了磁层动力学。这些修正尤其通过一个此前未被探索的通道传播，即对电荷密度 $\rho$ 引发的变化。我们通过比较不同的 $\rho$ 建模技术来量化扩散率的全局后果。默认情况下，我们将保守的 $\rho$ 演化与 Maxwell 方程中不准确度的双曲/抛物线清理相结合。作为替代，我们实施了一种约束演化，其中 $\rho$ 直接作为电场散度计算。保守方法将赤道电流片中耗散的 Poynting 通量降低了一个数量级，同时由于 Y 点位置的偏移导致脉冲星光度增加。光度根据 $L_{\rm Y}\propto \alpha^{0.11}$ 变化，其中 $\alpha$ 是扩散与平流时间尺度的比值，控制着（数值）扩散率的大小。我们的模型建议将光度对 Y 点位置的依赖性解释为在赤道电流片处遇到的电阻率差异。或者，它们也可以用正负对形成多重数 $\kappa$ 来解释，较小的扩散与 $\kappa\gg 1$ 一致。