条纹脉冲星风的耗散

快速旋转的中子星吹出一股相对论性的磁化风，主要由电子-正电子对组成。风的自由膨胀在远离中子星处终止，形成一个弱磁化的脉冲星风云，这意味着在某个上游位置发生了有效的磁能耗散。分隔两种磁极性的风电流片通常被认为是经由相对论性重联发生磁耗散的最自然场所，但其效率仍是一个悬而未决的问题。本文的目标是根据对重联和脉冲星电动力学的最新理解进展，重新审视这一问题。我们对倾斜转子进行了大规模的二维粒子网格模拟，以捕捉风的多尺度演化。我们发现，电流片分裂成一条由次级薄电流片分隔的磁岛动力学链。电流片厚度随半径线性增加，而坡印廷通量随着重联的进行单调递减。条纹完全湮灭的半径由光速圆柱处的等离子体多重性参数给出。只要电流片形成处有足够的电荷，在完全耗散之前不会发生电流片内的电荷匮乏。粒子被有效加热到一个由光速圆柱处磁化参数设定的特征能量。高能脉冲同步辐射发射在光速圆柱附近达到峰值，并呈现出与电流片中等离子体团形成相关的亚脉冲变化。这项研究表明，即使在像蟹状星云脉冲星这样的极高多重性系统中，孤立脉冲星风的条纹分量也会在到达终止激波之前很久就耗散掉。双星系统中的脉冲星可能为研究风中的磁能耗散提供最佳环境。