磁化中子星大气：超越冷等离子体近似
高能天体物理现象
2015-06-03 v2
摘要
迄今为止发表的所有中子星（NS）大气模型均是在“冷等离子体近似”下计算的，该近似忽略了辐射过程中的相对论效应，例如在回旋频率谐波处的回旋发射/吸收。本文提出了包含此类效应的新的 NS 大气模型。我们计算了一组有效温度 T_eff =1-3 MK、磁场 B \sim 10^{10}-10^{11} G 的模型，这些参数是超新星遗迹中所谓中心致密天体（CCOs）的典型参数，对于这些天体，电子回旋能量 E_{c,e} 及其一次谐波处于可观测的软 X 射线波段。尽管对于 CCOs 而言，相对论参数（如 kT_eff /(m_e c^2) 和 E_{c,e} /(m_e c^2)）非常小，但相对论效应在回旋共振处（E \approx sE_{c,e}，s=1, 2,...）显著改变了出射谱。尽管由于自由-自由不透明度的量子振荡，回旋吸收特征可以在冷等离子体中形成，但如果包含相对论效应，这些特征的形状和深度会发生显著变化。具体而言，这些特征会获得很深的 Doppler 核，在其中出射强度的角分布与冷等离子体近似下的情况截然不同。Doppler 核对特征等效宽度的相对贡献随着量子化参数 b_eff = E_{c,e}/kT_eff 和谐波数 s 的增加而增大。这些特征的总等效宽度可达 \sim 150-250 eV；它们随 b_eff 的增大而增加，且在更高谐波处较小。
引用
@article{arxiv.1201.5527,
title = {Magnetized neutron star atmospheres: beyond cold plasma approximation},
author = {V. F. Suleimanov and G. G. Pavlov and K. Werner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1201.5527},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 8 figures, submitted to ApJ, corrected title