强磁中子星大气面的辐射平衡特性

我们构建了针对强磁化( B>10^13 G)中子星大气的辐射平衡模型，考虑了磁场下的自由电子-自由离子吸收和散射过程，这些过程针对两种极化模式进行了计算。我们在计算中包含了真空极化的效应。我们给出温度剖面以及随磁场强度和大气有效温度变化的，入射强度的角度、光子能量和极化依赖性。我们发现对于 B<10^14 G，发射的光谱比对应有效温度 T_eff 的黑体更蓝，呈现由于磁光学特性能量依赖性而产生的修正式 Planck 形状。然而，真空极化显著改变 B~10^15 G 时的光谱，导致高能光子能量处出现幂律尾巴。入射强度的角度依赖性(束流效应)具有两个最大值:一个狭窄(铅笔形)峰位于小角度(<5度)相对于法线处，以及一个较宽的最大值(风束)位于中间角度(~20-60度)。径向束流的相对重要性和开启角度随着磁场强度增加和光子能量减小而显著减小。我们最终计算出 T_eff-T_c 关系，其中 T_c 为从中子星表面发射光谱的当地色温，我们发现 T_c/T_eff 介于 1.1-1.8 之间。我们讨论了这些结果对各种热辐射中子星模型的意义。