脉冲星磁层中波的传播效应王陈国家天文台2009年7月2009年脉冲星署期天文学校
脉冲星磁层中波的传播效应 王陈 国家天文台 2009年7月 2009年脉冲星暑期天文学校
摘要问题所在几种典型的传播效应波模耦合(Wave Mode Coupling)回旋吸收(CyclotronResonance真空共振(vacuumresonance准切点效应(quasi-tangentialeffect)其它对波在磁层中转播的模拟研究几何模型和波的传播方程单光子传播的模拟脉冲星偏振轮廓的模拟应用
摘 要 ⚫ 问题所在 ⚫ 几种典型的传播效应 ⚫ 波模耦合（Wave Mode Coupling） ⚫ 回旋吸收（Cyclotron Resonance） ⚫ 真空共振（vacuum resonance） ⚫ 准切点效应（quasi-tangential effect） ⚫ 其它 ⚫ 对波在磁层中转播的模拟研究 ⚫ 几何模型和波的传播方程 ⚫ 单光子传播的模拟 ⚫ 脉冲星偏振轮廓的模拟 ⚫ 应用
问题背景可能产光子（射电，光学/红外，X射线）生于脉冲星内磁层或星体表面。一定强度和偏振状态当光子在磁层中传播时，会受到磁层中相对论流动的等离子体的影响。光子的最终状态会有多大改变？
问题背景 ⚫ 光子（射电，光学/红外，X射线）可能产 生于脉冲星内磁层或星体表面。一定强度 和偏振状态 ⚫ 当光子在磁层中传播时，会受到磁层中 ⚫ 相对论流动的等离子体的影响。光子的最终状 态会有多大改变？
脉冲星磁层的特性强磁场表面磁场强度：B=108G一1015G偶极场,B～B（r/R）-3（当r>>Rns 时）真空极化。充满相对论流动的等离子体（开放磁力线区域）电子一正电子对等离子体：N,～Ne（有一点不同）电子和正电子都沿磁力线方向流动Lorentz因子:~10-10°,p～e（可能有一点不同）等离子体密度:n=N/NGJ=1-105.不能确定
脉冲星磁层的特性 ⚫ 强磁场 ⚫ 表面磁场强度：B* = 108 G – 1015 G ⚫ 偶极场, B ~ B* ( r / R ) - 3 （当 r >> RNS 时） ⚫ 真空极化。 ⚫ 充满相对论流动的等离子体（开放磁力线区域） ⚫ 电子－正电子对等离子体：Np ~ Ne （有一点不同） ⚫ 电子和正电子都沿磁力线方向流动 ⚫ Lorentz 因子: γ~ 10 -106 , γp ~ γe （可能有一点不同） ⚫ 等离子体密度: η= N / N_GJ = 1 – 105 . 不能确定
辐射初始状态射电辐射，rem～10's-100's RnS（曲率辐射，ICS）X-ray，来自星体表面(如polark2cap），热辐射CU初始线偏振aBO模：E//k-BplaneX模:E Ik-Bplane
⚫ 辐射初始状态 ⚫ 射电辐射，rem ~ 10’s -100’s RNS . （曲率辐射，ICS ） ⚫ X -ray，来自星体表面（如polar cap），热辐射 ⚫ 初始线偏振 ⚫ O模： E // k-B plane ⚫ X模： E ⊥ k-B plane Ω μ ζ α kB