Wie treibt der Feldzerfall eines Magnetars die Emission hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung an?

In Dr. Pulsar und Mr. Magnetar von Space.com? 2 Sterntypen können sich ineinander verwandeln (und im verlinkten Video) wird "Tom Prince, ein Physikprofessor am California Institute of Technology und ein leitender Forschungswissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA" mit den Worten zitiert:

Erstens halten Magnetare nicht lange – nur ein Jahr bis ein paar Jahre, bevor kolossale Wellen von Röntgenstrahlen die magnetische Energie zerstreuen …

und Wikipedias Magnetar sagt:

Ein Magnetar ist eine Art Neutronenstern, von dem angenommen wird, dass er ein extrem starkes Magnetfeld hat (~10 13 bis 10 15 G, ~10 9 bis 10 11 T) 1 . Der Magnetfeldzerfall treibt die Emission hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung an, insbesondere von Röntgen- und Gammastrahlen 2 .

1 https://arxiv.org/abs/1703.00068

2 Seltene Erden: Warum komplexes Leben im Universum ungewöhnlich ist. Springer. ISBN 0-387-98701-0.

Frage: Wie treibt der Feldzerfall eines Magnetars die Emission hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung an?

Genauer:

  1. Ist es so einfach wie B / T ein elektrisches Feld erzeugt, das geladene Teilchen beschleunigt, die zufällig dort sind, und dann strahlen diese beschleunigenden Teilchen Photonen aus?

  2. Trägt die von diesen Photonen abgestrahlte Energie einen signifikanten Bruchteil der Gesamtenergie im Feld?

  3. Ist die Tatsache, dass diese Photonen erzeugt werden, der Grund dafür, dass das Magnetfeld zerfällt?

Antworten (1)

Erstens habe ich das Gefühl, dass der Artikel verwirrend ist, daher wäre es besser, wenn Sie stattdessen Artikel mit Peer-Review lesen.

(Wenn ich mich richtig erinnere, diskutieren Kaspi & Beloborodov 2017 gemäß Ihrer Referenz mehr in Richtung Beobachtungen. Es ist möglicherweise einfacher zu verstehen, wenn Sie stattdessen theoretische Papiere überprüfen).

Wie treibt der Feldzerfall eines Magnetars die Emission hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung an?

Ein junger Magnetar (dh ein stark magnetisierter Neutronenstern) hat zwei Hauptenergiekomponenten: rotierend (auch bekannt als Spin) und magnetisch. Rotationsenergie hat eine kürzere Zeitskala, wie in Gl. 2, dh ~ ein Jahr ( https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2010ApJ...717..245K/abstract ). Magnetische Energie würde später dominieren (siehe https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2012Ap%26SS.342...55G/abstract ; beachten Sie, dass ich dieses Papier nie gelesen habe, aber ich bemerke eine gute Zahl in seinem Abstract ). Daher gibt Ihnen dies ein Gefühl dafür, dass der Zeitrahmen wichtig ist. Vielleicht möchten Sie auch überprüfen, wie ein Magnetar/Pulsar mit dem Pulsarwindnebel, beschleunigten Teilchen und Strahlung verbunden ist (z. B. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2014MNRAS.437..703M/abstract ).

  1. Ist es so einfach, dass ∂𝐁/∂𝑡 ein elektrisches Feld erzeugt, das geladene Teilchen beschleunigt, die zufällig dort sind, und dann strahlen diese beschleunigenden Teilchen Photonen aus?

Prüfen Sie Gl. 14 der zweiten Abhandlung. Einfach ja. Hinweis: Nicht alle Teilchen strahlen.

  1. Trägt die von diesen Photonen abgestrahlte Energie einen signifikanten Bruchteil der Gesamtenergie im Feld?

Ich verstehe diese Frage nicht. Wenn Sie das gesamte Strahlungsfeld meinen, hängt ein erheblicher Anteil der Energie in der Strahlung von Faktoren wie der Zeitskala ab.

  1. Ist die Tatsache, dass diese Photonen erzeugt werden, der Grund dafür, dass das Magnetfeld zerfällt?

Ich bin mir nicht sicher, worauf Sie sich beziehen, aber für mich klingt es nach einem "nicht ganz so".

notiert:

  • Pulsare sind Objekte, bei deren Beobachtung wir Lichtpulse sehen. Einige Pulsare sind Weiße Zwerge, während die meisten von ihnen Neutronensterne sind.

  • Die Fehlausrichtung von Rotations- und Magnetdipolachsen + Strahlrichtung relativ zu Beobachtern ist wichtig.

  • Während ein junger Magnetar möglicherweise starke Jets erzeugt, die den Puls erzeugen können, beobachten wir den Puls möglicherweise nicht, weil seine Umgebung ihn nicht unterstützt. Vielleicht möchten Sie "choked jets" ( https://arxiv.org/abs/1906.07399 ) überprüfen .

Ich habe die Formatierung ein wenig angepasst, die Blockzitat-Funktion (mit dem >) sollte verwendet werden, um zitiertes Material von anderen zu notieren, nicht Ihre Antwort. Für Punkt 2. wäre die Zeitskala "nur ein Jahr bis ein paar Jahre, bevor kolossale Röntgenwellen die magnetische Energie zerstreuen", wie in der Frage zitiert.
Die werde ich mir in den nächsten Tagen anschauen, danke!
Huch, es ist schon nächstes Jahr! Werde heute Abend lesen, danke nochmal...
Huch im Quadrat, es ist schon nächstes Jahr ... wieder! Sie haben großartige Arbeit geleistet, indem Sie eine etwas unklare Frage beantwortet haben. Ich komme jetzt auf Touren. Zu Ihrer Information: Ich habe eine Folgefrage gestellt: Ist „Magnetare halten nicht lange – nur ein Jahr bis ein paar Jahre“ wirklich wahr? Ist es ein falsches Zitat oder vielleicht aus dem Zusammenhang gerissen?