“盒子里的脉冲柱”揭示了中子明星的令人惊讶的画面

来自计算机模拟脉冲条的电子（蓝色）和正弦（红色）。这些颗粒在Pulsar强大的磁场和电场中变得极端能量;更轻的轨道显示具有更高能量的颗粒。这里看到的每种粒子实际上代表了数量的电子或正极。更好地了解中子恒星周围的粒子环境将有助于天文学家了解它们的行为如何像宇宙灯塔，产生精确定时的无线电和伽马射线脉冲。

一个国际科学家团队，研究了电脑模拟的“盒子里的脉冲条”的金额是对旋转中子恒星周围的复杂，高能量环境的更详细的理解，也称为脉冲。该模型涉及中子星附近的磁场和电场中带电粒子的路径，揭示了可能有助于解释Pumsars如何发出伽迹射线的伽迹和无线电脉冲。

“努力了解Pulsars如何在1967年发现他们所发现的事情，我们仍在努力，”NASA戈达德太空飞行中心的天体物理学家Gabriele Brambilla，马里兰州和大学米兰领导了最近模拟的研究。“即使在今天提供的计算能力，在Pulsar的极端环境中跟踪粒子的物理学是一个相当大的挑战。”

脉冲柱是挤出燃料的大型明星的压碎芯，在其自身的重量下塌陷并作为超新星爆炸。重力比纽约城的曼哈顿岛更宽的球，重力迫使太阳涌入一个球。同时还要转动其旋转并加强其磁场。Pulsars可以旋转数千次并挥动已知的最强的磁场。

探索一个新的“脉冲条件”的计算机仿真，追踪电子（蓝色）的命运和他们的反物质金，正弦（红色），因为它们与中子星周围的强大磁场和电场相互作用。较轻的轨道表示更高的粒子能量。在这种可视化中看到的每种粒子实际上代表了数量的电子或正态。更好地了解中子恒星周围的粒子环境将有助于天文学家了解它们如何生产精确定时的无线电和伽马射线脉冲。学分：美国宇航局的戈达德太空飞行中心

这些特性也使Pulsars强大的发电机，具有超强电场，可以将粒子撕开，并将它们加速到空间中。

美国宇航局的费米伽玛射线空间望远镜检测到216脉冲条件的伽马射线。观察结果表明，高能量发射发生比无线电脉冲更远离中子恒星。但是，这些信号的产生恰好以及如何以及如何仍然是众所周知的。

各种物理过程确保脉冲条周围的大多数颗粒是电子或其反物质对应物，正的。

“只需几百码在脉冲柱的磁极上方，从表面拉动的电子可能具有与地球上最强大的粒子加速器达到的能量相当的能量，”戈达德的爱丽丝哈丁说。“2009年，费米从螃蟹星云脉冲开始发现了强大的伽马射线耀斑，表示具有能量的电子的存在一千倍。”

快速的电子发出伽玛光线，通过称为曲率辐射的过程，光的最高能量形式。γ射线光子又可以以将其转化成一对颗粒，电子和正电子的方式与脉冲柱的磁场相互作用。

追踪这些颗粒的行为和能量，Brambilla，Harding及其同事使用了一种称为“细胞中颗粒”（PIC）模拟的相对新的脉冲脉模式。戈达德的Constancinos Kalapotharakos带领了项目的计算机代码的开发。在过去的五年中，PIC方法已被纽约州新泽西州和哥伦比亚大学的普林斯顿大学团队应用于类似的天体物理环境。

“PIC技术让我们从第一个原则探索Pulsar。Kalapotharakos说，我们从表面开始旋转，磁化的脉冲，注射电子和金色的电子和正弦，并跟踪它们与田地的互动，“Kalapotharakos说。“该过程是计算密集的，因为粒子运动会影响电场和磁场，并且田地会影响粒子，一切都在光速接近光速。”

仿真表明，大多数电子倾向于从磁极向外竞争。另一方面，正弦主要在较低的纬度下流出，形成一个称为当前片材的相对薄的结构。事实上，这里的最高能量正数 - 占总量的0.1％ - 能够产生类似于费米检测的伽马光线，确认早期研究的结果。

这些颗粒中的一些可能在当前纸张内的点处提升到巨大的能量，其中磁场经历重新连接，将存储的磁能转换成热量和粒子加速度的过程。

一群中型能源电子显示出真正奇怪的行为，每种方式散射 - 甚至朝向脉冲条。

颗粒与磁场一起移动，磁场扫回并随着脉冲旋转而向外延伸。它们的转速随着距离的增加而上升，但这只能继续下去，因为物质不能以光速行进。

等离子体的旋转速度将达到光速的距离是特征天文学家称之为光筒，标志着一个突然变化的区域。当电子接近它时，它们突然慢下来，很多散落。其他人可以将光筒拆分过空间。

在加利福尼亚州硅谷的NASA Ames Research Center的戈达德和Pleiades Supercomputer的NASA气候模拟中心发现超级计算机的仿真运行。该模型实际上跟踪了“宏颗粒”，每个模型代表了许多数万亿的电子或正极。描述了调查结果的论文于Astrophysical Journy中发表了9月9日。

“到目前为止，我们缺乏全面的理论来解释我们从中子恒星的所有观察结果。这告诉我们我们还没有完全理解脉冲星周围的血浆环境的起源，加速和其他性质，“Brambilla说。“作为Pic模拟的复杂性成长，我们可以期待更清晰的图片。”

NASA的费米伽马射线太空望远镜是与美国能源部合作开发的天体物理学和粒子物理学合作伙伴，法国，德国，意大利，日本，瑞典和美国的学术机构和合作伙伴也做出了重要贡献。

出版物：Gabriele Brambilla，等人，“脉冲磁层中的电子 - 电子对流动和电流组成”，2018年的APJ; DOI：10.3847 / 1538-4357 / AAB3E1