霍尔漂移与年轻脉冲星的制动指数

年轻射电脉冲星的制动指数测量值均小于磁偶极制动自转减速的预期值。我们研究了中子星地壳中由霍尔漂移引起的磁场演化，以此作为观测制动指数的解释。利用数值模拟和半解析模型，我们表明，中子星诞生时地壳中约为 $10^{14}\ {\rm G}$ 的四极环向磁场会导致偶极矩以足够大的速率增长，从而与测量的制动指数相符。一个关键因素是地壳在演化过程中积累的磁应力下发生屈服时的密度，这设定了一个特征最小霍尔时标。在此框架下可以解释推断偶极场为 $\lesssim 10^{13}\ {\rm G}$ 的脉冲星的观测制动指数，尽管在某些情况下需要显著的八极分量。对于更强磁场的脉冲星（即 $B_d\gtrsim 10^{13}\ {\rm G}$），我们发现地壳中的磁应力在脉冲星达到当前年龄之前就超过了最大剪切应力，这可能抑制了霍尔效应。这对高磁场射电脉冲星 PSR~J1846-0258 中观测到的磁星活动可能具有启示意义。因此，制动指数的观测可能是中子星包含显著强于偶极场的次表面环向场的新证据，并可能表明霍尔效应在比以往认为更广泛的中子星中起着重要作用。