Canaux de transport de flux de Poynting formés dans les régions du cap polaire des magnétosphères des étoiles à neutrons

Les cascades de paires dans les régions du cap polaire des étoiles à neutrons sont considérées comme un processus essentiel dans divers modèles d'émissions radio cohérentes des pulsars. Les cascades produisent des décharges de plasma de paires dans des événements d'étincelles quasi-périodiques. Les propriétés des cascades, et donc également la radiation cohérente, dépendent fortement des propriétés du plasma magnétosphérique et varient de manière significative à travers et le long du cap polaire. Il est en outre encore incertain d'où émane l'émission radio dans la région du cap polaire. Nous étudions la génération d'ondes électromagnétiques par des cascades de paires et leur propagation dans le cap polaire pour trois angles d'inclinaison représentatifs d'un dipôle magnétique, 0^, 45^ et 90^. Des simulations en 2D de particules dans une cellule incluant des cascades de paires quantiques-électrodynamiques sont utilisées dans un flux limité en charge depuis la surface de l'étoile. Nous avons découvert que les propriétés de décharge dépendent fortement du profil de courant magnétosphérique dans le cap polaire et que des canaux de transport pour un flux de Poynting à haute intensité se forment le long des lignes de champ magnétique où les courants magnétosphériques approchent de zéro et où le plasma ne peut pas transporter les courants magnétosphériques. Là, le composant parallèle du flux de Poynting est efficacement transporté hors de l'étoile et peut finalement échapper à la magnétosphère sous forme d'ondes radio cohérentes. Le flux de Poynting diminue plus rapidement avec la distance de l'étoile dans les régions de courants magnétosphériques élevés. Notre modèle montre qu'aucun processus de conversion d'énergie des particules en ondes n'est nécessaire pour l'émission des ondes radio cohérentes. De plus, le faisceau radio du pulsar n'a pas de structure conique, mais la radiation générée par les champs électriques oscillants s'échappe directement le long des lignes de champ magnétique ouvertes où aucune création de paire ne se produit.