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脉冲火箭与 Gaia 中中子星二元星

高能天体物理现象 2025-07-09 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们证明了在强磁动力学中,作用于脉冲星的自旋对齐的电磁惯性力恰好为零。这与 Hirai 等人近期论证火箭效应对于解释 Gaia 所发现的广泛中子星二元星轨道偏心率分布至关重要的观点形成对比。我们的详细分析确认,对于广泛的初始条件和出生踢力分布,要求 vr30km/sv_r \gtrsim 30\, \mathrm{km/s} 的火箭速度才能解释观测到的偏心率。然而,我们发现,在常见包膜阶段未显著收缩初始轨道且出生踢力来自 Paczynski 类型分布的情景中,这些偏心率可能在不涉及电磁火箭的情况下自然产生。如果出生踢力与初始轨道垂直,则在不诉求火箭效应的前提下解释 Gaia 中子星的偏心率还需要二元星在超新星前避免显著圆化,并且超新星的质量损失最小。火箭效应仅在“弱”脉冲星中才显著,其中在光柱附近的偶发子产生被抑制,且 EB0{\bf E}\cdot{\bf B} \neq 0 在外磁区。我们对弱脉冲星的火箭力进行了粗略估计,并将其与脉冲星的辐射效率相关联;需要通过数值仿真来获得可靠的数值表达式。如果未来的观察证明火箭效应是解释数据的必要条件,这将意味着 Gaia 中子星年龄为数 Myr 以上,之前快速旋转且磁场较弱,偶极场 1010\lesssim 10^{10} G 且相对较强的四极分量。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.05602,
  title  = {Pulsar Rockets and Gaia Neutron Star Binaries},
  author = {Vishal Baibhav and Andrei Gruzinov and Yuri Levin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.05602},
  year   = {2025}
}

备注

22 pages, 10 figures