具有偶极磁场的磁弹性中子星振荡
高能天体物理现象
2012-04-13 v2 太阳与恒星天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
通过二维广义相对论磁流体动力学模拟，我们研究了包含扩展固态壳层描述的磁化中子星模型（磁星）的振荡。本研究旨在理解在软伽马射线重复暴（SGRs）巨耀发中观测到的准周期振荡（QPOs）的起源。我们证实了三种不同区域的存在：(a) 弱磁场区域 B<5 x 10^13 G，其中壳层剪切模式主导演化；(b) 中等磁场区域 5 x 10^13 G<B< 10^15 G，其中阿尔文 QPOs 主要被限制在中子星核心，且壳层剪切模式被非常有效地阻尼；(c) 强磁场区域 B>10^15 G，其中磁弹性振荡到达表面并趋近于纯阿尔文 QPOs 的行为。当阿尔文 QPOs 被限制在中子星核心时，我们发现了与无壳层情况下定性相似的 QPOs。与偶极磁场构型的闭合磁力线相关的较低 QPOs 如我们先前无壳层模拟中一样被复现，而与开放磁力线相连的较高 QPOs 则从极轴偏移。此外，我们观测到一族边缘 QPOs。我们的结果没有为观测到的 SGR 巨耀发 QPOs 的壳层模式解释留下太多空间，但可以容纳将这些观测解释为起源于偶极磁场强度在 5 x 10^15 G < B < 1.4 x 10^16 G 这一狭窄范围内的模型中类似阿尔文的、全局转折点 QPOs。这一范围略大于已知磁星磁场强度的估计值。这种差异可能在包含更复杂磁场结构的模型中，或在考虑核心中子超流性和质子超导性的模型中得到解决。
引用
@article{arxiv.1109.6233,
title = {Magneto-elastic oscillations of neutron stars with dipolar magnetic fields},
author = {Michael Gabler and Pablo Cerdá Durán and Nikolaos Stergioulas and José A. Font and Ewald Müller},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.6233},
year = {2012}
}
备注
25 pages, 17 figures, 7 tables, minor corrections to match published version in MNRAS