發(fā)布時(shí)間：2019-02-17 13:37

【摘要】：新生中子星中存在許多不穩(wěn)定性,其中非常重要的一種就是r模不穩(wěn)定性。實(shí)際上在一個(gè)任意轉(zhuǎn)動(dòng)的理想流體中子星內(nèi),引力波輻射會(huì)驅(qū)動(dòng)所謂的Chandrasekhar-Friedman-Schutz(CFS)不穩(wěn)定性,從而導(dǎo)致流體作準(zhǔn)環(huán)形擾動(dòng),即r模擾動(dòng)。反過(guò)來(lái)r模擾動(dòng)的增強(qiáng)又可增強(qiáng)引力波輻射,r模不穩(wěn)定性就是由這種正反饋導(dǎo)致的。r模本質(zhì)上是一種與轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)的,在科里奧利作用下產(chǎn)生的不穩(wěn)定模式。但r模擾動(dòng)幅度(即r模幅度)并不會(huì)隨著引力波輻射無(wú)限制的增長(zhǎng)。事實(shí)上,r模的增長(zhǎng)會(huì)受到非線性效應(yīng)的抑制。其中,對(duì)r模幅度展開(kāi)到二階可發(fā)現(xiàn)r模導(dǎo)致的較差旋轉(zhuǎn)可自動(dòng)使模的幅度達(dá)到飽和。更重要的是較差旋轉(zhuǎn)還可使中子星內(nèi)的原初極向種子磁場(chǎng)扭曲,形成并放大環(huán)向磁場(chǎng)。然而極強(qiáng)的環(huán)向磁場(chǎng)是不穩(wěn)定的,在Tayler不穩(wěn)定性的作用下,環(huán)向磁場(chǎng)可部分轉(zhuǎn)化為新的極向磁場(chǎng),而極向磁場(chǎng)可延伸到星體表面與增強(qiáng)的偶極磁場(chǎng)相連。我們結(jié)合二階r模引起的較差旋轉(zhuǎn)對(duì)環(huán)向場(chǎng)的放大作用和Tayler不穩(wěn)定性提出了一種新的伽瑪暴及極亮超新星的中心毫秒磁星的形成機(jī)制。我們發(fā)現(xiàn)隨著環(huán)向磁場(chǎng)的增強(qiáng),新生中子星內(nèi)部的Alfven頻率不斷增大。與此同時(shí),星體由于r模引力波輻射轉(zhuǎn)動(dòng)減慢,最后達(dá)到Tayler不穩(wěn)定性發(fā)生的條件。結(jié)果顯示對(duì)初始種子極向磁場(chǎng)為1011G的新生中子星,當(dāng)它演化到～102-3s時(shí)其內(nèi)部可形成高達(dá)～1017G的環(huán)向磁場(chǎng),而此時(shí)星體的表面偶極磁場(chǎng)可達(dá)～1015G,前提是中子星的初始周期應(yīng)在1.7ms以內(nèi)。伴隨著磁場(chǎng)的放大,中子星由于r模引力波輻射和環(huán)向磁場(chǎng)導(dǎo)致的非軸對(duì)稱形變的引力波輻射而自轉(zhuǎn)減慢,在磁星形成后的幾百秒到幾千秒時(shí)其周期增大到～5ms。 中子星足夠致密時(shí)其內(nèi)核還可能由奇異夸克物質(zhì)組成。更特殊地,完全由夸克物質(zhì)構(gòu)成的奇異星也可能存在。但關(guān)于奇異星中夸克物質(zhì)所處的狀態(tài)依然值得討論。一般認(rèn)為夸克物質(zhì)在低密時(shí)處于正常相,極致密時(shí)可處于色味鎖定(CFL)相。不過(guò)在奇異星內(nèi)密度是否足夠高以致于所有的夸克物質(zhì)都處于CFL相呢?我們結(jié)合r模和轉(zhuǎn)動(dòng)演化研究了正常相奇異星和CFL相奇異星的熱演化,以此為依據(jù)探索CFL相的奇異星是否存在。我們?cè)跓嵫莼匠讨锌紤]了r模耗散加熱和奇異星殼層的退禁閉相變加熱。需要強(qiáng)調(diào)的是由于導(dǎo)致r模飽和的機(jī)制非常復(fù)雜,第二個(gè)工作中僅考慮了一階r模并手動(dòng)給定飽和幅度。此外,由于磁場(chǎng)形成對(duì)r模的抑制作用,在第二個(gè)工作中未考慮r模導(dǎo)致的磁場(chǎng)演化。結(jié)果顯示正常相奇異星的熱演化與不考慮任何加熱的結(jié)果相差不大,但CFL相奇異星卻表現(xiàn)出不同尋常的熱演化特征。其一,在它誕生后的100年里,表面溫度演化曲線出現(xiàn)了大鼓包；其二,在它誕生后的104-6年時(shí)其表面溫度出現(xiàn)了急劇的下降,10年間約降低了7%。然而,迄今為止這兩個(gè)特征都未得到脈沖星熱輻射觀測(cè)的證實(shí)。因此,我們通過(guò)這種熱演化檢驗(yàn)法證明CFL相奇異星可能確實(shí)不存在,與Madsen根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)檢驗(yàn)法得到的結(jié)論是一致的。
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【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P145.6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 ;Short-living Supermassive Magnetar Model for the Early X-ray Flares Following Short GRBs[J];Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics;2006年05期

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本文編號(hào)：2425218