强磁场中子星中的共振康普顿上散射
高能天体物理现象
2012-06-27 v1
摘要
相对论性电子在强磁场中通过共振康普顿上散射这一极高效率的过程，被认为是高磁场脉冲星和磁星产生强烈X射线辐射的主要发射机制。本文提出了利用包含自旋相关共振宽度的Sokolov & Ternov (S&T)态对康普顿散射截面的新解析发展。这些新结果与使用自旋平均宽度的传统截面以及采用Johnson & Lippmann (J&L)基态的自旋相关截面均显示出显著的数值差异，从而推动了这一更新的共振康普顿公式在天体物理中的应用。针对S&T基态，我们推导了回旋共振中截面的有用近似解析形式。这些计算被应用于最近由RXTE和INTEGRAL探测到的磁星硬X射线谱尾的内磁层模型。在恒星表面附近，相对论性电子在强烈的热X射线光子浴中迅速冷却。我们给出了电子的共振康普顿冷却速率，以及在不同磁层位置产生的光子谱，适用于超过量子临界值的磁场。这些结果展示了这种散射机制如何有可能产生在磁星中观测到的特征性平坦谱尾。
引用
@article{arxiv.1206.5957,
title = {Resonant Compton Upscattering in High Field Neutron Stars},
author = {Peter L. Gonthier and Matthew T. Eiles and Zorawar Wadiasingh and Matthew G. Baring},
journal= {arXiv preprint arXiv:1206.5957},
year = {2012}
}
备注
2 pages, no figures, The proceedings from the Pulsar Conference: Electromagnetic Radiation from Pulsars and Magnetars will be published in the Astronomical Society of the Pacific Conference Series