蟹状星云类脉冲星风$\sigma$问题的理想MHD解及磁化外流的一般渐近分析

利用相对论性、稳态、轴对称的理想磁流体动力学(MHD)，我们通过求解沿流线的动量方程以及跨场线方向的方程，分析了脉冲星风的超阿尔芬速区。采用自相似模型，我们证明理想MHD可以解释$\sigma$（坡印廷能流与物质能流之比）从高值（>>1）到低值（<<1）的完全加速过程。解还显示出从载流区到回流区的转变，部分满足了电流闭合条件。我们讨论了在理想MHD区底部附近为实现高$\sigma$到低$\sigma$在现实距离内所需转变而必须的边界条件类型，并论证这对于赤道风是可能的情况。通过一般性地考察MHD渐近行为，我们扩展了Heyvaerts & Norman以及Chiueh, Li, & Begelman的分析，引入了两个新要素：不排除高效且远快于对数加速的准锥形和抛物线形场线形状类别，以及$\sigma=\sigma_c$的转变，在此之后离心力（极向和环向）成为反场方向力平衡方程中的主导项。