来自中子星扩展层的千赫兹准周期振荡
高能天体物理现象
2020-07-01 v2
摘要
当弱磁化中子星（NS）周围的吸积盘与恒星表面相遇时，它应减速以匹配NS的自转，形成边界层。由于可能负责此减速的机制显然效率低下，将该层视为径向范围和结构均可忽略的扩展层（SL）是合理的。我们对SL进行了流体力学二维谱模拟，将吸积盘视为物质和角动量的来源。新的快速旋转物质与预先存在、随恒星相对缓慢共转的物质之间的相互作用导致不稳定性，能够在动力学时标上转移角动量并产生变异性。对于小吸积率，我们发现SL对热不稳定性不稳定，该不稳定性破坏了初始的纬度对称性并在两个半球间产生巨大差异。该不稳定性还导致轴对称性的破缺，因为相干流动结构形成并间歇性地从SL逃逸。在增强的吸积率下，SL易于发生剪切不稳定性，并作为斜波之源向两极传播，再次产生破缺轴对称性的图样。我们计算了在不同倾角下观测的SL的人工光变曲线。大多数模拟光变曲线显示出频率接近1kHz的振荡。我们将这些振荡解释为由SL边界附近的剪切不稳定性激发的惯性模式。它们的频率、对通量的依赖以及振幅变化可以解释在许多低质量X射线双星中观测到的高频成对准周期振荡。
引用
@article{arxiv.1910.09906,
title = {Kilohertz quasi-periodic oscillations from neutron star spreading layers},
author = {Pavel Abolmasov and Joonas Nättilä and Juri Poutanen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.09906},
year = {2020}
}
备注
accepted to A&A; 22 pages, 21 figure