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暗物质对中子星制动指数和表面温度的影响

刘建峰  
【摘要】:对旋涡星系旋转曲线的观测结果显示星际空间中除了发光的重子物质,应该存在我们无法直接观测的物质即暗物质。暗物质弥散于星际空间,通过引力作用影响星体的运动,由观测结果可知宇宙中的物质组成包括68.3%暗能量、26.8%的暗物质以及4.9%的重子物质。中子星是大质量恒星(M8M(?))演化到晚期经过超新星爆发后的产物,高密度、短周期、强磁场是中子星的典型特征。中子星在星际空间中高速转动,星际空间分布的物质将对其施以引力的拖曳作用,称为动力学摩擦,导致周期变长,这可能提供脉冲星的一种制动机制。考虑暗物质对脉冲星的动力学摩擦,计算中子星自转演化,得到相应的制动指数。结合磁偶极辐射、引力波辐射等制动机制,我们分析了脉冲星制动指数的范围,能够说明目前公认的九颗源的制动指数,得到从大于0小于1、大于1小于3及大于3三个区间的分布。中子星作为中心引力源,暗物质粒子会被吸积到中子星内部发生湮灭并释放能量,这给中子星提供新的加热机制,我们分析认为低密度暗物质环境具有轨道束缚吸积模式,高密情况下,球对称吸积发生。我们计算了两种吸积模式下中子星的热演化,发现球对称吸积能提供有效的热源,可解释年老脉冲星高温辐射现象。本文分为四个章节,第一部分是中子星和暗物质背景知识介绍;第二部分探讨中子星制动指数动力学;第三部分探讨被吸积暗物质在中子星内部湮灭后对中子星表面温度的提升作用,文中讨论了两种不同吸积方式对表面温度的影响;最后一部分总结全文并给出未来工作中可能遇到的挑战。


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