磁星磁圈中的共振逆COMP领射及硬X射线发射
高能天体物理现象
2026-05-11 v1
摘要
磁星是一种具备超强表面磁场的中子星亚类。some磁星表现出持久的硬X射线辐射，特征为光谱尾随着约 1--1.5 的光子指数，从约 10 keV 延伸至几个百 keV。硬X射线成分的主要解释是共振COMP领射，其中热种子光子被沿磁场线在磁圈中流动的相对论性电子-正电子对上升复合。本文采用磁星磁圈中的配对流出框架，计算了共振COMP领射的透射度，以及上升辐射的光谱和偏振特性。我们发现，共振制冷可以显著修改磁圈等离子体密度，并对硬X射线辐射区域施加强烈的光学深度约束。在从 IXPE 推断的观测几何条件下，靠近恒星表面的赤道扭曲提供了一种可行的配置，能够解释 4U 0142+61 的 NuSTAR 硬X射线光谱，而极扭曲几何则被排除。联合光谱、时序和极化建模将是区分磁圈散射几何并理解配对等离子体物理特性的关键。
引用
@article{arxiv.2605.07255,
title = {Resonant Inverse Compton Scattering and Hard X-ray Emission in Magnetar Magnetospheres},
author = {Kun Hu and Nicholas Rackers and Alexander Y. Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.07255},
year = {2026}
}
备注
20 pages, 13 figures, submitted to ApJ