脉冲星磁层中的偏振曲率辐射

本文研究了脉冲星磁层中偏振辐射的传播。偏振波是由沿弯曲磁力线运动并与脉冲星磁层共转的相对论性粒子通过曲率辐射产生的。在 $1/\gamma$ 辐射锥内，波可分为两个自然波模分量：寻常模（O 模）和非寻常模（X 模），两者强度相当。这两个分量在磁层中分别传播，并通过绝热行走（adiabatic walking）在锥内对齐。O 模的折射使得两个分量分离且不相干。在给定高度和给定旋转相位下可探测到的辐射由来自离散辐射区域的不相干 X 模和 O 模分量组成。对于均匀、锥状、核状和斑块状四种粒子密度模型，我们在整个脉冲星波束范围内数值计算了每种模式的强度。如果不考虑相对论性粒子与磁层的共转，X 模和 O 模分量在脉冲星波束内的强度分布非常相似，从而导致严重的去偏振。然而，如果考虑相对论性粒子的共转，两种模式的强度分布则截然不同，出射辐射的净偏振度应显著。我们将数值结果与观测进行了比较，自然地解释了某些脉冲星的正交偏振模式。脉冲星轮廓某些部分的强线性偏振可以通过曲率辐射及其随后的传播效应重现。