吸积X射线脉冲星的偏振 I. 一个新模型

高能天文学正开启一扇新窗口：X射线偏振测量。随着诸多任务正在研制并计划最早于2021年发射，吸积X射线脉冲星X射线偏振的观测即将获得。由于偏振对发射区的几何尤为敏感，即将到来的偏振计将为这些天体的发射机制提供新的认识，前提是我们具备与当前能谱和计时观测相符并能预测发射偏振参数的可靠理论模型。我们在此提出吸积X射线脉冲星在吸积柱情形下偏振发射的新模型，首次考虑了吸积区的宏观结构与动力学以及辐射向观测者的传播，包括相对论性束流、引力透镜和量子电动力学。本文给出该模型全部细节，而在 companion paper 中，我们将模型应用于预测亮X射线脉冲星Hercules X-1的偏振参数。