中子星延展表面区域的强度与偏振特征

由于强磁场的存在，中子星表面是强偏振软 X 射线的来源。由电子散射和自由-自由吸收所介导的辐射转移，是确定局部表面各向异性和偏振特征的核心。散射输运受到线偏振与圆偏振之间复杂相互作用的强烈影响。这一复杂性已被我们近期开发的、用于模拟此类致密天体完全电离大气外层的复杂磁汤姆逊散射模拟所刻画，此前侧重于局部表面区域的案例研究。然而，对观测到的强度脉冲轮廓的解释及其在约束中子星关键几何参数方面的有效性，关键取决于对延展表面区域发射的累加。本文利用我们的输运模拟，确定了此类延展大气在相当范围的磁余纬度下的强度、各向异性和偏振特征。这些特征构成了在不同表面位置、具有不同磁场强度与相对于当地天顶方向的斯托克斯参数信息的变异性卷积。我们的分析包含从表面到无穷远处观测者的完整广义相对论光传播。所给出的强度与偏振脉冲轮廓阵列凸显了恒星几何的强大探测能力。在对多种表面磁场方向求和时，实现了 10–60% 量级的显著相位分辨偏振度。这些结果为 NASA 新的 IXPE X 射线偏振任务将获取的观测提供了重要背景。