重新审视磁性恒星的 Flowers-Ruderman 不稳定性

1977 年，Flowers 和 Ruderman 描述了一种扰动，它使得流体恒星中的纯偶极磁场变得不稳定。他们考虑了沿包含对称轴的平面将恒星切成两半，并将每一半沿相反方向旋转 $90\degr$ 的效果，这将使恒星外部磁场的能量大大降低，就像一对对齐的磁铁所发生的那样。我们形式上求解了外部磁场的能量，并验证了它在整个旋转过程中单调递减。我们还使用微扰理论描述了这种不稳定性，并发现它的发生是由于磁场与表面电流相互作用所做的功。最后，我们通过研究当旋转不是沿尖锐切口进行，而是通过一个在有限小宽度区域内切换旋转方向的连续位移场进行时的势能微扰，考虑了添加环向场的稳定效应。利用这些结果，我们估计了使恒星对该位移保持稳定所需的环向场和极向场的相对强度，并发现稳定所需的环向场能量远小于极向场能量。我们还表明，与通常的论点相反，Flowers-Ruderman 不稳定性不能连续多次应用以无限度地降低外部磁能。