中子星吸积柱激波动力学的模拟

在高度磁化的中子星上的吸积经由磁层流进行，其中等离子体在无力场区域沿磁力线运动。进入磁层的流被恒星引力加速，随后在恒星表面上方一处激波中骤然减速。对于足够大的质量吸积率，大部分辐射来自激波下方由辐射压主导的区域，即吸积柱。尽管该流的一维定常结构已被研究多年，其整体动力学此前几乎未被考虑。考量吸积柱的含时结构，使我们能检验现有定常解析解的稳定性及其可能的变率模式，并核查其边界条件的有效性。采用守恒格式，我们对准直偶极磁层内理想辐射MHD流进行一维含时模拟。每当热压强局部超过磁压强，即假定流损失质量。激波位置在某一可能与对流效应相关的极限以下与理论预言吻合良好：若释放功率的多于 $2/3$ 随流对流，则解析解自相矛盾，柱开始在有限高度泄漏。依几何不同，此失效可拓宽柱体、使场线质量加载，并产生辐射驱动、温和相对论性抛射物。在向平衡位置演化中，激波前沿经历频率接近声传播时间倒数的阻尼振荡。