基于计时的脉冲星磁场估计器的改进

对孤立中子星 realistic 非真空磁层的数值模拟表明，脉冲星自转减慢光度对磁倾角的依赖性较弱。这一结果为以相当高的精度估计给定射电脉冲星的表面磁场提供了机会。在目前的工作中，我们对经典的'磁偶极'脉冲星磁场公式 $B_{\rm md} = (3.2\times 10^{19}\mbox{ G})\sqrt{P\dot P}$ 进行了改进，其中 $P$ 是中子星自转周期。新的稳健基于计时的估计器引入为 $\log B = \log B_{\rm md} + \Delta_{\rm B}(M, \alpha)$，其中修正项 $\Delta_{\rm B}$ 取决于致密物质的状态方程 (EOS)、单个脉冲星的倾角 $\alpha$ 和质量 $M$。采用 $M$ 和 $\alpha$ 的最新统计数据，我们计算了 22 个不与观测相矛盾的 EOS 代表性子集的 $\Delta_{\rm B}$ 分布。研究发现 $\Delta_{\rm B}$ 近似呈正态分布，平均值在 -0.5 到 -0.25 dex 范围内，标准差 $\sigma[\Delta_{\rm B}] \approx$ 0.06 到 0.09 dex，具体取决于所采用的 EOS。后一个量代表了 $\log B$ 修正估计的形式不确定性，因为 $\Delta_{\rm B}$ 与 $\log B_{\rm md}$ 弱相关。同时，如果假设每个考虑的 EOS 在自然界中发生的几率相同，则可以引入另一个更通用的估计器 $B^* \approx 3B_{\rm md}/7$，以 68% 的置信度提供具有 $\sim$30% 不确定度的无偏脉冲星表面磁场值。最后，我们讨论了脉冲星计时不规则性对 $B$ 的基于计时估计的可能影响，并回顾了所得结果的天体物理应用。