磁化等离子体中真空极化引起的光子模式共振转换：对磁星 X 射线辐射的影响

人们已知，真空极化可改变强磁中子星大气中光子的传播模式。当真空极化对光子模式的作用与等离子体作用相平衡时，会发生共振现象。我们指出，一个能量为 $E\go$ 几 keV 的光子在大气中向外传播时，可能会在共振密度处 $\rho_{res}\simeq Y_e^{-1}\eta^{-2}(B/10^{14} G)^2(E/1 keV)^2$ g cm$^{-3}$ 处从一种偏振模式转换到另一种偏振模式，其中 $Y_e$ 为电子分数，$\eta\sim 1$ 为 slowly varying 的函数，取决于磁场 $B$。这种模式转换的物理机制类似于 neutrino oscillation 中的 Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein 机制。由于两种光子模式在大气中的透明度相差甚远，这种由真空引起的模式转换可能显著影响强磁中子星的辐射传输和表面辐射。