ACCELERATION POTENTIAL AND DENSITY PROFILE OF SECONDARY PLASMA IN THE MAGNETOSPHERE OF ORTHOGONAL PULSARS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A new method for determining the accelerating potential above the polar caps of radio pulsars with an arbitrary inclination angle of the magnetic axis to the rotation axis is proposed. The approach is based on the concept of a vacuum gap, the height and shape of the upper boundary of which are found self-consistently together with the solution of the corresponding Poisson equation. In turn, knowledge of the accelerating potential allows one to determine the transverse profiles of the secondary plasma density. It is also shown that the influence of inverse Compton scattering on the processes under consideration is insignificant.

About the authors

A. Yu Istomin

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University); P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences

Dolgoprudny, Russia; Moscow, Russia

F. A Kniazev

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University); P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences

Dolgoprudny, Russia; Moscow, Russia

V. S Beskin

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University); P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: beskin@td.lpi.ru
Dolgoprudny, Russia; Moscow, Russia

References

  1. S. Johnston, M. Kramer, A. Karastergiou, M.J. Keith, L.S. Oswald, A. Parthasarathy, and P. Weltevrede, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 520(4), 4801 (2023).
  2. B. Posselt, A. Karastergiou, S. Johnston, A. Parthasarathy, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 508(3), 4249 (2021).
  3. P.F. Wang, J.L. Han, J. Xu, C. Wang, et al., Res. Astron. and Astrophys. 23(10), id. 104002 (2023).
  4. V. Radhakrishnan and D.J. Cooke, Astrophys. Letters 3, 225 (1969).
  5. L. Oster and W. Sieber, Astrophys. J. 210, 220 (1976).
  6. V.S. Beskin and A.A. Philippov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 425(2), 814 (2012).
  7. M.A. Ruderman and P.G. Sutherland, Astrophys. J. 196, 51 (1975).
  8. В.С. Бескин, Успехи физ. наук 188(4), 377 (2018).
  9. A.N. Timokhin, Astrophys. J. 408(1), L41 (2010).
  10. A.N. Timokhin and J. Arons, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 429(1), 20 (2013).
  11. A.A. Philippov and A. Spitkovsky, Astrophys. J. 785, id. L33 (2014).
  12. A. Tchekhovskoy, A. Philippov, and A. Spitkovsky, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 457, 3384 (2016).
  13. A.N. Timokhin and A.K. Harding, Astrophys. J. 810(2), id. 144 (2015).
  14. F. Cruz, T. Grismayer, A.Y. Chen, A. Spitkovsky, and L.O. Silva, Astrophys. J. Letters 919(1), id. L4 (2021).
  15. L.I. Arzamasskiy, V.S. Beskin, and K.K. Pirov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 466(2), 2325 (2017).
  16. A.A. Philippov, A. Spitkovsky, and B. Cerutti, Astrophys. J. Letters 801(1), id. L19 (2015).
  17. V.S. Beskin, A.V. Gurevich, and I.N. Istomin, Sov. J. Experim. Theoret. Phys. 58(2), 235 (1983).
  18. S.E. Gralla, A. Lupsasca, and A. Philippov, Astrophys. J. 851(2), id. 137 (2017).
  19. P. Goldreich and W.H. Julian, Astrophys. J. 157, 869 (1969).
  20. E.M. Novoselov, V.S. Beskin, A.K. Galishnikova, M.M. Rashkovetskyi, and A.V. Biryukov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 494(3), 3899 (2020).
  21. P. Sturrock, Astrophys. J. 164, 529 (1971).
  22. V.S. Beskin and P.E. Litvinov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 510(2), 2572 (2022).
  23. J.A. Hibschman and J. Arons, Astrophys. J. 554(1), 624 (2001).
  24. B. Zhang, G.J. Qiao, W.P. Lin, and J.L. Han, Astrophys. J. 478(1), 313 (1997).
  25. G.R. Blumenthal and R.J. Gould, Rev. Modern Physics 42(2), 237 (1970).
  26. В.Б. Берестецкий, Е.М. Лифшиц, Л.П. Питаевский, Квантовая электродинамика (М.: Наука, ФИЗМАТЛИТ, 1989).
  27. H. Herold, Phys. Rev. D 19(10), 2868 (1979).
  28. C. D. Dermer, Astrophys. J. 360, 197 (1990).
  29. A.T. Chantada, S.J. Landau, P. Protopapas, C.G. Scoccola, and C. Garraffo, Phys. Rev. D 107(6), id. 063523 (2023).
  30. S. Mishra and R. Molinaro, J. Quant. Spectroscop. Radiative Transfer 270, id. 107705 (2021).
  31. P. Stefanou, J.F. Urbán, and J.A. Pons, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 526(1), 1504 (2023).
  32. I. Dimitropoulos, I. Contopoulos, V. Mpisketzis, and E. Chaniadakis, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 528(2), 3141 (2024).
  33. S. Markidis, Frontiers in Big Data 4, id. 669097 (2021). https://doi.org/10.3389/fdata.2021.669097
  34. J. Arons, Astrophys. J. 266, 215 (1983).
  35. V.S. Beskin, A.Yu. Istomin, and A.G. Mikhaylenko, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 526(2), 1633 (2023).
  36. J.A. Hibschman and J. Arons, Astrophys. J. 560(2), 871 (2001).
  37. A. Spitkovsky, Astrophys. J. 648(1), L51 (2006).
  38. C. Kalapotharakos, I. Contopoulos, and D. Kazanas, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 420(4), 2793 (2012).
  39. A. Tchekhovskoy, A. Philippov, and A. Spitkovsky, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 457(3), 3384 (2016).
  40. V.S. Beskin, A.V. Gurevich, and Ya.N. Istomin, Physics of the Pulsar Magnetosphere (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1993).
  41. Ya.N. Istomin and D.N. Sobyanin, Astron. Letters 33(10), 660 (2007).
  42. S.A. Petrova and Y.E. Lyubarskii, Astron. and Astrophys. 355, 1168 (2000).
  43. E.A. Tolman, A.A. Philippov, and A.N. Timokhin, Astrophys. J. Letters 933(2), id. L37 (2022).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».