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天体物理学

arXiv:astro-ph/0503044v2 (astro-ph)
[提交于 2005年3月2日 (v1) ,最后修订 2006年2月8日 (此版本, v2)]

标题: 俘获效应对中子星外壳中的应力和脉冲星 glitch 的影响

标题: Effect of entrainment on stress and pulsar glitches in neutron star crust

Authors:Nicolas Chamel, Brandon Carter
摘要: 脉冲星频率突变被认为是由应力松弛引起的,这种应力的积累可归因于各种机制,其中最有效的涉及旋转中子星(磁制动固化的)固体地壳内层中的中子超流体的差速旋转。 在这种情况下,通常认为应力是由于超流涡旋与地壳核的钉扎效应所致,但有人提出,即使钉扎效应太弱,减速的地壳中离心浮力的不足也可能产生同样大的应力。 本文工作是对先前研究的重新审视,探讨了之前工作中被忽视的因素可能如何影响这些过程——特别是关于“有效”质量的不确定性,这些质量必须归因于“自由”超流中子,以考虑它们被离子地壳材料的裹携。 尽管局限于牛顿公式,本分析比以往更仔细地区分了真实的矢量速度(逆变的)和所谓的“超流体速度”(与动量成正比,本质上是协变的),这是一个技术细节,在涉及多个独立电流时尤为重要。 结果包括一个类似普劳德曼定理的结论,即在无外力情况下,超流体角速度在略微变形的泰勒圆柱表面上必须恒定,并展示了如何构造一对运动积分常数,在假设β平衡的情况下确定钉扎情况下的解。
摘要: The build up of the stress whose relaxation is presumed to account for pulsar frequency glitches can be attributed to various mechanisms, of which the most efficient involve differential rotation of the neutron superfluid in the inner layers of the (magnetically braked) solid crust of a rotating neutron star. In such a case it is usually supposed that the stress is attributable to pinning of superfluid vortices to crust nuclei, but it has been suggested that, even if the pinning effect is too weak, a comparably large stress might still arise just from the deficit of centrifugal buoyancy in the slowed down crust. The present work is a re-examination that investigates the way such processes may be affected by considerations that were overlooked in the previous work -- notably uncertainties about the ``effective'' masses that have to be attributed to the ``free'' superfluid neutrons to allow for their entrainment by the ionic crust material. Though restricted to a Newtonian formulation, this analysis distinguishes more carefully than has been usual between true velocities, which are contravariantly vectorial, and so called ``superfluid velocities'' that are proportional to momenta, which are essentially covectorial, a technicality that is important when more than one independent current is involved. The results include a Proudman type theorem to the effect that the superfluid angular velocity must be constant on slightly deformed Taylor cylinders in the force free case, and it is shown how to construct a pair of integral constants of the motion that determine the solution for the pinned case assuming beta equilibrium.
评论: 17页 LaTeX。修订版已扩展以包含广义普拉姆登定理。
主题: 天体物理学 (astro-ph)
引用方式: arXiv:astro-ph/0503044
  (或者 arXiv:astro-ph/0503044v2 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.astro-ph/0503044
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Mon.Not.Roy.Astron.Soc.368:796-808,2006
相关 DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2006.10170.x
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Brandon Carter [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2005 年 3 月 2 日 15:36:37 UTC (22 KB)
[v2] 星期三, 2006 年 2 月 8 日 17:06:38 UTC (91 KB)
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