时变无力 pulsar 磁层：轴对称与斜扭转器
天体物理学
2011-02-11 v1
摘要
许多天体物理对象的磁层可准确地由低惯性（或“无力”）MHD极限来描述。我们提出了一种新的数值方法，用于求解基于有限差分时域（finite-difference time-domain, FDTD）方法的无力相对论MHD方程，并给出处理电流薄片自发形成的方案。我们运用此方法研究了轴对称与斜扭转器的磁层在时依赖演化中的行为。对于轴对称扭转器，我们确认了Contopoulos等人（1999）时独立解的一般性质。对于斜扭转器，我们展示了其三维磁层结构，并首次计算了随着磁轴倾角变化而产生的脉冲减速功率。我们发现，对于具有偶极矩“mu”、旋转频率“Omega”和磁轴倾角“alpha”的恒星，其脉冲减速功率为 L = (mu^2 Omega^4/c^3) (1+ sin^2(alpha))。我们还讨论了电流薄片电阻率和重联对磁层结构与演化的影响。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0603147,
title = {Time-dependent force-free pulsar magnetospheres: axisymmetric and oblique rotators},
author = {Anatoly Spitkovsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0603147},
year = {2011}
}
备注
Submitted to ApJ Letters; version with higher resolution figures available at http://www.stanford.edu/~anatolys/FfreePulsars.pdf (900kb)