伽马射线脉冲星中的磁对产生透明度

磁对产生过程 $\gamma \to e^+e^-$ 三十多年来一直是射电脉冲星范式的核心，也是伽马射线脉冲星极冠模型的关键。费米（Fermi）伽马射线脉冲星种群现已超过 140 个源，构成了费米科学遗产的重要组成部分。在该种群特征中已确立的一点是，其能谱在 1--10 GeV 范围内普遍存在指数截断。这些截断过于平缓，不可能由脉冲星内磁层强磁场中的磁对产生引起。通过要求此类单光子对产生引起的光子衰减可忽略不计，可以利用费米脉冲星的这些截断能量来计算 GeV 波段发射典型高度的下限。本文探讨了低于截断能量的此类对透明度约束，并更新了此前在各种费米脉冲星论文中部署的高度下限测定结果。研究发现，对于低高度发射区域，广义相对论效应至关重要。此外还探讨了旋转光行差效应，发现其在低高度处影响较小，磁极附近除外。对于年轻的费米脉冲星种群，高度下限通常在 2-7 个恒星半径范围内，这为不具备双峰脉冲轮廓的射电宁静脉冲星的发射高度提供了关键信息。蟹状星云脉冲星的下限位于更高的高度，MAGIC 望远镜对其高达 350-400 GeV 的假定探测意味着发射区域的下限为 310 km，即约为光柱半径的 20%。这些结果也被扩展至超临界场域，研究发现，起源于约 10 个恒星半径以下的磁星发射将不会出现在 Fermi-LAT 波段。