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重新审视孤立中子星的 X 射线辐射:三维磁热模拟

高能天体物理现象 2021-06-30 v1

摘要

孤立中子星(NSs)表面的 X 射线辐射现已在多种源中被观测到。脉冲的普遍存在清楚地表明,热光子要么来自有限区域(可能由某种外部机制加热),要么来自整个(冷却)表面但具有不均匀的温度分布。在中子星中,热图由磁场拓扑塑造,因为壳层中的热流主要沿磁场线流动。因此,可通过模拟恒星耦合的磁演化与热演化来产生自洽的表面热图。我们计算了中子星壳层在不同初始磁场构型下的三维演化,并利用所得表面热图推导远处观测者看到的能谱和脉冲轮廓,同时考虑广义相对论效应。特别地,我们将高度对称的情况与通过向初始偶极场添加四极子获得的固有三维情况进行比较。轴对称磁场产生的脉冲分数相当小(5%\lesssim 5\%),而更复杂的构型产生更高的脉冲分数,最高达 25%\sim25\%。我们发现,在可与源推断动力学年龄相比较的演化时间下,轴对称模型的光谱性质接近于明亮孤立中子星 RX~J1856.5-3754 的性质。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.00684,
  title  = {X-ray Emission from Isolated Neutron Stars revisited: 3D magnetothermal simulations},
  author = {Davide De Grandis and Roberto Taverna and Roberto Turolla and Andrea Gnarini and Sergei B. Popov and Silvia Zane and Toby S. Wood},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.00684},
  year   = {2021}
}

备注

14 pages, 11 figures, accepted for publication in ApJ