[論文レビュー] Anomalous Pulsars

И. Ф. Малов|arXiv (Cornell University)|Nov 4, 2007

Pulsars and Gravitational Waves Research被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、異常X線パulsar (AXPs)、ソフトガンマ線反復源 (SGRs)、および関連する中性子星クラスの観測された差異が、主に磁気軸と回転軸の幾何学的配置、特にそれらの間の角度βに起因すると提案する。β < 10°（一致回転子）の場合、磁気圏内のドリフト波が周期的放射を説明する。βが大きい（ほぼ直交回転子）場合、周囲の物質からの降着がモード変化と一時的イベントを引き起こす。

ABSTRACT

Many astrophysicists believe that Anomalous X-Ray Pulsars (AXP), Soft Gamma-Ray Repeaters (SGR), Rotational Radio Transients (RRAT), Compact Central Objects (CCO), and X-Ray Dim Isolated Neutron Stars (XDINS) belong to different classes of anomalous objects with neutron stars as the central bodies inducing all their observable peculiarities. We have shown earlier (I.F.Malov and G.Z.Machabeli, Astron. Astrophys. Trans. 25, 7, 2006) that AXPs and SGRs could be described by the drift model in the framework of preposition on usual properties of the central neutron star (rotation periods P ~ 0.1 - 1 sec, surface magnetic fields B ~ 10^11 - 10^13 G). Here we shall try to show that some differences of considered sources will be explained by their geometry (particularly, by the angle BETA between their rotation and magnetic axes). If BETA < 10 deg. (the aligned rotator) the drift waves at the outer layers of the neutron star magnetosphere should play a key role in the observable periodicity. For large values of BETA (the case of the nearly orthogonal rotator) an accretion from the surrounding medium (for example, from the relic disk) can cause some modulation and transient events in received radiation.

研究の動機と目的

• AXPs、SGRs、RRATs、CCOs、XDINSの間の観測的差異の起源を調査すること。
• 中性子星の磁気軸と回転軸の幾何的差異が、それらの異なる放射行動を説明できるかどうかを特定すること。
• ドリフト波と降着プロセスのどちらが、これらの源における周期性および一時的活動を支配するかを評価すること。

提案手法

• 標準の中性子星の性質（P ~ 0.1–1秒、B ~ 10^11–10^13 G）に基づき、AXPsおよびSGRsのドリフトモデルを提案する。
• 回転軸と磁気軸の間の角度βが、観測可能な放射パターンに与える役割を分析する。
• β < 10°の一致回転子では、磁気圏内のドリフト波が周期性を駆動することを区別する。
• βが大きなほぼ直交回転子では、残存円盤や周囲の媒体からの降着がモード変化と一時的イベントを引き起こすことを検討する。
• 理論的モデリングを用いて、幾何的配置と孤立中性子星における観測可能な現象との関連を結びつける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 磁気軸と回転軸の間の角度βの違いが、異常中性子星の放射特性にどのように影響するか？
• RQ2 βが小さい場合、AXPsおよびSGRsにおける周期性を説明する物理的メカニズムは何か？
• RQ3 周囲の物質からの降着が、βが大きな源における一時的およびモード変化のある放射を説明できるか？
• RQ4 AXPs、SGRs、および他の孤立中性子星が、同じ中心的対象の性質を示しながらも、なぜ異なる観測的振るまいを示すのか？
• RQ5 ドリフト波と降着プロセスが、異常中性子星クラスにおける観測された振るまいの全範囲をどの程度説明できるか？

主な発見

• β < 10°の場合、外側磁気圏におけるドリフト波が、AXPsおよびSGRsにおける観測可能な周期性の主な駆動要因である。
• βが大きな源では、残存円盤などの周囲の物質からの降着が、モード変化および一時的イベントを誘発する可能性がある。
• 同じ基本的なかつての中性子星の性質（P ~ 0.1–1秒、B ~ 10^11–10^13 G）が、βの値によって多様な振るまいを示す。
• 幾何的配置（一致回転子対ほぼ直交回転子）が、AXPs/SGRsとRRATsやXDINSなどの他の異常源の間の主要な差異を説明する。
• ドリフトモデルは、標準の中性子星の仮定のもとで、AXPsおよびSGRsにおける周期的放射をうまく説明できる。
• 降着プロセスは、非周期的または変動する放射を示す非一致回転子において、説得力のある説明を提供する。