Полярный зазор в структуре бессиловой магнитосферы пульсара

Abstract

Рассмотрена стационарная осесимметричная бессиловая магнитосфера пульсара с учетом полярного зазора и токовой цепи. Изучено согласование вакуумного полярного зазора и слоя замыкающего тока с бессиловой магнитосферой монопольной структуры. Для переходного слоя между вакуумной и бессиловой областями проанализированы самосогласованные распределения полей, токов и зарядов, а также исследован силовой и энергетический баланс. Показано, что в рассматриваемом случае характерный размер переходного слоя не меньше высоты полярного зазора, а замыкание тока является недиссипативным. Обсуждены следствия полученных результатов для интерпретации излучения пульсаров. В частности, объяснена связь мод радио- и рентгеновского излучения в пульсаре PSR B0943+10.

Розглянуто стаціонарну вісесиметричну безсилову магнітосферу пульсара з урахуванням полярного зазору і струмового кола. Вивчено узгодження вакуумного полярного зазору і шару замикаючого струму з безсиловою магнітосферою монопольної структури. Для перехідного шару між вакуумною та безсиловою областями проаналізовано самоузгоджені розподіли полів, струмів та зарядів, а також досліджено силовий та енергетичний баланс. Показано, що у розглянутому випадку характерний розмір перехідного шару є не меншим за висоту полярного зазору, а замикання струму є недисипативним. Дискутуються наслідки отриманих результатів для інтерпретації випромінювання пульсарів. Зокрема, пояснено зв’язок мод радіо- та рентгенівського випромінювання пульсара PSR B0943+10

The stationary axisymmetric force-free magnetosphere of a pulsar is considered by accounting for the polar gap and current circuit. Adjustment of the vacuum polar gap and the closing current sheet with the force-free magnetosphere of a monopolar structure is studied. For the transition layer between the vacuum and force-free regions, the self-consistent distributions of fields, currents and charges are analyzed, as well as the force and energetic balance examined. As is shown, in the case considered the transition layer characteristic scale is no less than the polar gap altitude, whereas the current closure is dissipation-free. The consequences of the results obtained for the interpretation of pulsar emission are discussed. In particular, the correlation between the radio and X-ray emission modes in the pulsar PSR B0943+10 is explained.