带外部偶极场的孤立中子星磁场动力学

中子星可拥有极强的磁场，然而其磁场结构和稳定性仍不为人所理解。脉冲星的观测表明，远离星体的大尺度外部场主要为偶极子场，而内部磁场配置基本不受约束。我们通过长期数值相对论模拟研究了充满磁场的中子星的动力学稳定性。我们探索了一系列模型，初始外部为偶极子场，内部为混合极扭结场，其中扭结能量分量可达总能量的 80%。我们发现，内部磁场趋向于一种动力学上稳定的混合极扭结几何，其中扭结能量分量在外部和内部都贡献不足 10%。这种配置在塔伊勒不稳定性饱和后不久（一个阿尔夫芬时间内）就出现，也由引力波辐射帮助实现。这表明，长期存在的中子星磁场强烈受限于稳定的混合配置，这对脉冲星辐射模型、磁星演化以及对磁化残余体的引力波信号解释具有重要意义。