来自快速旋转扁中子星的辐射

本文详细描述了一个用于处理源自快速旋转扁形致密天体辐射的理论框架。通过使用 Hamilton-Jacobi 形式，我们展示了诸如角度像差、多普勒增强和时间膨胀等狭义相对论旋转效应如何自然地从旋转致密天体的广义相对论处理中显现出来。我们使用展开到旋转二阶的 Butterworth-Ipser 度规，因此在测地线计算中包含了光线弯曲、参考系拖曳和四极偏差等效应。我们还详细描述了所使用的数值算法，并提供了名为 bender 的数值框架的开源实现。作为一个应用，我们研究了来自快速旋转扁中子星的谱线轮廓（即涂抹核）。我们发现，在这种度规描述下，对于几乎所有物理上现实的参数组合，二阶四极效应都不足以在光谱能量分布中产生狭窄的可观测特征，因此实际探测到它们是不太可能的。我们还报告了所有视角下旋转涂抹核的十分之一最大全宽和半最大全宽。这些结果可用于定量估计旋转涂抹对观测光谱的影响。我们还计算了快速旋转的吸积毫秒脉冲星上热点的精确脉冲轮廓和观测者天空图。这些使我们能够量化从典型的快速旋转毫秒脉冲星预期观测到的脉冲分数强度。