磁星外部场的拓扑结构 I: 轴对称场
高能天体物理现象
2009-11-13 v1
摘要
越来越多的理论和观测证据表明，磁星的外部磁场可能包含环向分量，其强度可能与极向分量相当。这种“扭曲磁层”由沿闭合场线流动的电流贯穿，这些电流可以通过共振回旋散射(RCS)与软热光子有效相互作用。实际上，RCS谱模型在解释来自磁星候选体、软伽马射线重复暴(SGRs)和反常X射线脉冲星(AXPs)的持续约1-10 keV发射方面相当成功。此外，有人提出，在存在高度相对论性电子的情况下，同一过程可以产生观测到的、延伸至约200 keV的硬X射线谱尾。迄今为止，谱计算仅限于全局扭曲偶极磁层的情况，尽管有迹象表明扭曲可能仅局限于磁层的一部分，和/或大尺度场比简单偶极场更复杂。在本文中，我们研究了超磁化中子星的多极无力磁层。我们首先讨论了一种生成Grad-Schluter-Shafranov方程多极解的一般方法，并详细分析了偶极、四极和八极场。然后，使用蒙特卡洛代码计算了这些多极、全局扭曲场的谱和光变曲线，并与纯偶极构型的结果进行了比较。最后，将使用局部剪切场的简单模型获得的相位分辨谱和能量依赖光变曲线与AXPs 1RXS J1708-4009和4U 0142+61的INTEGRAL观测结果进行了对比。结果支持了这两个源中的场并非全局扭曲的图景。
引用
@article{arxiv.0902.0720,
title = {Topology of magnetars external field. I. Axially symmetric fields},
author = {L. Pavan and R. Turolla and S. Zane and L. Nobili},
journal= {arXiv preprint arXiv:0902.0720},
year = {2009}
}
备注
12 pages, 17 figures, MNRAS accepted