磁星全球壳层动力学与其明亮 X 射线爆发的关系

本文考虑了中子星壳层对施加在核-壳边界上的平滑、不平衡 Maxwell 应力的屈服响应，以及动态壳层与外部磁场的耦合。磁星壳层中的应力积累与屈服是一种全球现象：从某个塑性变形区辐射出的弹性畸变被证明会急剧增加远处区域的蠕变速率。研究表明失控蠕变达到动力学速率是可能的，它受原位加热增强，并被热传导和嵌入磁场的剪切所抑制。我们开发了一个弹性、塑性、磁性和热演化的全球与时间相关模型。类断层结构自然发展，并观察到一系列爆发时标。具有与巨型磁星耀发相似时间轮廓（毫秒上升、$\sim$ 0.1 s 持续时间、以及衰减幂律尾）的瞬态事件，源于始于局部亚公里尺度斑块并横跨壳层传播的失控蠕变。垂直分层壳层中应力松弛的一维模型表明，施加应力的适度增加允许嵌入的磁剪切在 $\sim$ 3-10 ms 内逃出星体，若外部场已被剪切则耗散更多能量。若干个此类区域相互耦合自然产生持续时间 $\sim$ 0.1 s 的爆发，正如在广泛爆发能量范围内所观测到的。许多塑性区域的集体相互作用迫使壳层全球弹性模的过稳定性，与延续 $\gtrsim$ 100 s 的 QPO 活动一致。巨型耀发可能涉及局部区域的突然熔毁，高频（$\gg$ 100 Hz）QPO 对应于这些区域内的驻 Alfv\'en 波。