中子星表面辐射的偏振：系统性分析

目前正在研发的新一代X射线偏振仪有望为高能天体物理源的研究打开一扇新窗口。其中，中子星似乎特别适合进行偏振测量。由于中子星的强磁场（$\approx 10^{12}-10^{15}$ G）会影响最外层星体层的等离子体不透明度，预计来自中子星（冷却）表面的辐射将表现出较大的内禀偏振度。然而，由仪器测量的偏振分数和偏振角不一定与从表面辐射模型推导出的内禀值一致。这是由于恒星周围高度磁化真空中的量子电动力学效应（真空偏振）与由非均匀磁场引起的垂直于视线平面内Stokes参数的旋转耦合所致。在此我们重新审视该问题，并提出一种有效方法来计算来自中子星整个表面辐射情况下的观测偏振分数和偏振角，同时考虑了真空偏振和由扩展辐射区域引起的几何效应。我们的方法相当通用，并以具有偶极磁场或（全局）扭曲磁场的中子星的黑体辐射为例进行了说明。