关于脉冲星自转 中子星模型的讨论 物理三班 郑凯 PB01203014
中子星的历史 朗道理论关于武仙源脉冲星X射线辐射的解释 1934年巴德等(Baade和Zwicky)提出超新星发出宇宙射线假说 1967年11月乔斯琳.贝尔(Jocelyn Bell)发现脉冲星 1968年二月安东尼.休伊什在《nature》上发表提出脉冲星的假说,获1974年诺贝尔奖。
脉冲星结构示意图 自转中子星模型 脉冲星的有关数据 半径10~30公里 密度为亿吨/立方厘米量级。 内部压强约有1027 atm 频率为每秒钟一个到几个脉冲,最新的报道有上万赫兹 脉冲星结构示意图
蟹状星云脉冲星图 磁场类似于地球 灯塔模型
脉冲星磁场的计算 太阳表面平均磁场Bsun约为1.0T,半径Rsun70万公里. Oppenheimer和Snyder提出脉冲星M临界=0.69Msun~2.0Msun 此时R=9.42公里 。Baym, Pethick,Suntherland得出 中子星最大半径Rmax=164公里稳定质量M=0.0925Msun~1.14Msun 一般认为中子星半径为10~30公里 由磁场中高斯定理 ∮B·dS=0 ,有Bsun·4πRsun2=B·4πr2,B=Bsun·Rsun2/r2 .取 r=30公里 ,Bsun=1T ,Rsun=70万公里,得B=5.5*108T。即B约为108 ~109 T,可见磁场非常强。
关于脉冲星的几个假设 1,假设脉冲星没有磁场辐射是各向同性质的。 2,辐射的电子大部分从中子衰变中产生,并以接近光速从表面产生 3,高速电子的辐射规律:辐射能量集中于辐射锥角△θ~γ-1 ,v越接近c,锥角越小。 4,可以观测到脉冲,说明锥角很小,因此说明发生辐射的电子速度很大接近光速c。
磁镜的示意图,范-艾伦带示意
具体解释为什么从两极辐射 磁镜效应产生范-艾伦带 束缚低能量电子 高能量电子从磁镜中漏出 碰撞到表面产生X射线 在两极发生碰撞 进入磁极辐射锥 返回磁镜
结论 脉冲星产生脉冲信号的机制是一高速自转的中子星 脉冲星靠其两磁极附近发射粒子束辐射,随自转的周期性变化产生脉冲信号 地球接收到脉冲星主要从两极发射辐射,是由于磁镜效应对低能的电 子的束缚和对高能电子在两磁极的漏出造成的 进一步研究还需要电动力学量子力学等知识作为手段
参考文献 【1】鲁道夫。基彭哈恩,千亿个太阳——恒星的诞生,演变,衰亡,湖南科学技术出版社,1998:139,120,138 文天,脉冲星,科学出版社,1978:37~38 李承祖,赵凤章,电动力学教程,国防科技大学出版社,1997:358,358 胡友秋,程福臻,刘之景:电磁学,高等教育出版社,1997:287
Thank you all…. Any questions?