О структуре осесимметричной бессиловой магнитосферы пульсара за световым цилиндром

Abstract

Найдено точное мультипольное решение пульсарного уравнения, которое соответствует полю монополя, смещенного вдоль магнитной оси. На основе этого решения развита модель расщепленного и смещенного монополя, которая, в сравнении с классической моделью расщепленного монополя, лучше представляет бессиловую структуру дипольной магнитосферы пульсара за световым цилиндром. В частности, она позволяет включить внешний зазор в глобальную структуру магнитосферы. По аналогии с этой моделью предложена новая схема бессиловой магнитосферы пульсара, которая впервые самосогласованно включает полярный, внешний и щелевой зазоры. Предполагается, что зазоры играют важную роль в замыкании токовой цепи пульсара. Подытожены следствия наших результатов для различных областей пульсарных исследований.

Знайдено точний мультипольний розв’язок пульсарного рівняння, що відповідає полю монополя, зсунутого вздовж магнітної осі. На основі цього розв’язку розвинуто модель розщепленого та зсунутого монополя, що, у порівнянні з класичною моделлю зсунутого монополя, краще репрезентує безсилову структуру дипольної магнітосфери пульсара за світловим циліндром. Зокрема, вона дозволяє включити зовнішній зазор у глобальну структуру магнітосфери. За аналогією до цієї моделі запропоновано нову схему безсилової магнітосфери пульсара, що вперше самоузгоджено включає полярний, зовнішній та щілинний зазори. Очікується, що зазори відіграють суттєву роль у замиканні струмового кола пульсара. Підсумовано наслідки наших результатів для різних областей пульсарних досліджень.

An exact multipolar solution of the pulsar equation is found, which corresponds to the field of a monopole shifted along the magnetic axis. Based on this solution, the split-offset monopole model is developed, which, as compared to the classical split monopole model, better represents the force-free structure of the pulsar dipolar magnetosphere beyond the light cylinder. In particular, it allows to include the outer gap into the global magnetospheric structure. On the analogy of this model, a new scheme of the pulsar force-free magnetosphere is suggested, which for the first time self-consistently incorporates the polar, outer and slot gaps. The gaps are believed to play an important role in the pulsar current circuit closure. The implications of our results for different fields of pulsar research are outlined.