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被轰击的磁星大气中的 X 射线偏振特征

高能天体物理现象 2024-09-19 v1

摘要

磁星是拥有巨大、复杂磁场的中子星,这些磁场需要沿着闭合场线流动以支撑电流。这使得磁星大气与被动散热的中子星大气不同,因为背流电荷撞击星际表层时会将热能输送到星表层。这种粒子轰击预期会在辐射的光谱上以及更重要的偏振特性上留下痕迹。我们针对高磁场条件下被轰击的平行大气的辐射传递问题提供了解。假设温度剖面是先验给定的,并且选取方式旨在反映能量沉积率在板块中的变化情况(来自撞击电流和/或来自冷却岩石)。我们发现,完全由磁星外层通过背向轰击释放的能量驱动的热 X 射线辐射是线性偏振的,且以 X 模为主导,但其偏振程度显著降低(降至 1050%10-50\%),与仅由位于冷却岩石以下加热的标准大气所预期的偏振程度相比较。通过增加从岩石流入的热量比例,辐射的偏振程度会首先在较高能量(10\sim 10 keV)处提高,然后在整个软 X 射线波段内提高。我们将模型嵌入射线追踪代码中,推导作为远距离观察者所测量的预期辐射特性,并将结果与最近对磁星源的 IXPE 观测进行比较。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.11523,
  title  = {X-ray polarisation signatures in bombarded magnetar atmospheres},
  author = {Ruth M. E. Kelly and Denis González-Caniulef and Silvia Zane and Roberto Turolla and Roberto Taverna},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.11523},
  year   = {2024}
}

备注

9 pages, 9 figures, accepted for publication in MNRAS