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喷流与脉冲星喂养超新星遗骸中环形磁场的不稳定性

天体物理学 2009-10-30 v1

摘要

喷流和脉冲星喂养的超新星遗骸(plerion)倾向于发展高度有序的环形磁场。这种磁场结构可解释某些喷流的偏振特性,并有助于其横向约束。环形场几何也是 Crab 星云——作为典型 plerion 的例子——的模型的核心,导致推断 Crab 脉冲星的风必须具有较弱的磁场。然而,这种“Z 压电”场配置在局部上已知不稳定,即使磁场较弱且/或边界条件抑制或减慢全局模式。因此,喷流和 plerion 内部推断的磁场结构可能无法持久存在。为证明这一点,我对理想 MHD 限制下的相对论流体进行 Z 压电不稳定性的局部分析。扭曲不稳定性占主导地位,破坏同心场结构,可能将系统驱动向更混乱的状态,其中平均场强度与半径无关(且其中电阻性耗能可能增强)。我估计了场结构可能被重新排列的时间尺度,并将其与相对论喷流中的距离以及 plerion 中从中心脉冲星的半径相关。我得出结论,除 Crab 脉冲星风终止冲击波外,同心环形磁场不太可能存在。因此,没有动力学原因认为脉冲星风携带的磁能通量远小于动能通量。放弃此推断将解决脉冲星风理论中长期存在的难题。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/9708142,
  title  = {Instability of toroidal magnetic field in jets and plerions},
  author = {Mitchell C. Begelman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9708142},
  year   = {2009}
}

备注

28 pages, plain TeX. Accepted for publication in ApJ