ガンマ線スペクトルによるパルサー磁気圏の進化の診断

利用伽马射线谱诊断脉冲星磁层的演化

基本信息

批准号：
05242202
负责人：
柴田晋平
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05242202/
关键词：
パルサー中性子星磁気圏 γ線放射粒子加速

项目摘要

現在磁気圏の全体構造を明らかにするための基礎的研究として、相対論的なプラズマ(電子陽電子対から成る)の星風とその磁場の構造を決める方程式(通称GS方程式)を数値的に解いている。適当な仮定を導入して近似解を得た。その結果、流れの中で磁場とプラズマの凍結条件が破られることが示された。これは磁気圏からのγ線放射の説明を与える。この結果は、Aspen Winter conference(Aspen,USA,3-7Jan,1994)で発表された。電子陽電子放電を起こさなくなったパルサーは、死んだパルサーと呼ばれ電波やγ線パルスを出さないと考えられている。このような死んだパルサーに外的要因でプラズマが供給されると、放電を一次的に起こしγ線でバーストとなって観測される可能性が指摘されている。この様なパーストのエネルギー放射率を計算した。まだ起源が知られていない「γ線バースト」がこのような現象であれば、その距離は100pc程度になる。この時バーストの反復時間が数年であれば、中性子星の数との矛盾を起こすことはない。磁気圏の全体構造を決めることに依って、回転駆動型のパルサーのγ線放射率や、X線の放射率、パルサー風の強さなどが決定される。簡単なモデルを用いてこれらの量を推定して、観測結果と較べることにした。はじめに述べた、プラズマ中での散逸過程が生じていないとすれば、γ線の放射率はおおよそ回転周期の2乗に反比例し、磁場の強さに比例することが示される。しかし観測の結果はもう少しきつい依存性を示し、これは、プラズマ風中に実際に散逸過程が生じていることを示唆している。しかし、同時に観測量にかなりの不確定性があり厳密な比較は、観測の進歩に待たなくてはならないことも分かった。特に回転駆動型パルサーから放射されるX線の起源は全く未知であり、磁気圏内の輻射過程のモデル及びエネルギーと時間分解能のよい観測の必要性が感じられる。

目前，作为阐明磁层整体结构的基本研究，我们通过数值求解方程（通常称为GS方程），该方程决定了相对论等离子体的星形风的结构（包含电子假设对）及其磁场。引入了适当的假设以获得近似解决方案。结果表明，磁场和血浆冷冻条件在流动中违反。这为磁层的伽马辐射提供了解释。结果发表在阿斯彭冬季会议上（美国阿斯彭，3-7Jan，1994年）。不再引起电子峰值放电的脉冲星被称为死脉冲脉冲，被认为不发射无线电波或伽马射线脉冲。有人指出，由于外部因素将等离子体提供给此类死脉冲星时，可能会导致伽马射线爆发发生放电。计算了这种pers的能量发射率。如果这种现象是“γ射线爆发”，其起源尚不清楚，则距离将约为100％。如果爆发的重复时间为几年，那么与中子恒星的数量不会矛盾。确定磁层的整体结构决定了旋转驱动的脉冲星，X射线发射率和脉冲星风的强度的伽马射线发射率。使用简单模型估算了这些数量，并与观测值进行了比较。如果血浆中的耗散过程没有如上所述发生，则表明伽马的发射率与旋转时期的平方大致成反比，并且与磁场的强度成正比。但是，观察结果的结果显示出更为严重的依赖性，表明耗散过程实际上发生在血浆风中。但是，与此同时，还发现观察结果存在很大的不确定性，并且严格的比较必须等待观察的进步。特别是，从旋转驱动的脉冲星中发出的X射线的起源是完全未知的，人们认为需要在磁层内进行辐射过程模型，并观察到良好的能量和时间分辨率。