近日，新捕京官网博士生黄俊翔和导师吕候军教授合作在新生磁星演化的研究方面取得进展，研究成果以“Spin, inclination, and magnetic field evolution of magnetar population in Vacuum and plasma-filled Magnetospheres”为题被国际权威期刊《物理评论D》（Physical Review D，nature index期刊）接收发表。

磁星被认为是宇宙中许多瞬变现象的能量源或中心引擎，如引力波、超亮超新星、伽马射线暴和快速射电暴。一般来说，新生磁星的周期约为几毫秒(称为毫秒磁星)，而观测到的磁星周期超过2秒。一个基本问题是磁星诞生后将如何演化？文章采用了蒙特卡罗方法生成“短P”磁星星群，并模拟了其在真空和等离子体填充磁层中的自旋和倾角演化，以及磁场的衰减。文章研究发现，模拟磁星与观测磁星拟合不佳，同时的统计分布呈现出双峰。因此进一步将“短P”磁星分为“高短P”和“低短P”磁星子类进行分类研究。

研究结果表明，分类后的拟合结果可以得到显著的提升。两类磁星星群在平均磁场强度、磁场衰减形式和初始倾角等参数的最佳拟合结果存在明显差异。表明短P磁星似乎不是同质的，其“高”和“低”子类可能遵循不同的演化通道且拥有不同的初始性质。

图1. 磁星和候选体的自旋周期P对周期导数。P(上图)的统计分布显示了一个双峰分布，在~68秒处将总体划分为“短P”(红色和蓝色星)和“长P”子类(绿色星)。仅“短P”子类的统计分布(右图)也显示了在P~7.5×10^-13处分界线的双峰分布。红星表示的“高短P”子类，绿星表示“低短P”子类磁星。

图2. 不考虑倾角演化的真空磁层中不同自由参数的FOM值。红点和蓝点分别表示用磁星的“高短P”子类和“低短P”子类进行测试的合成磁星的拟合结果。黑色菱形是作为全体的最佳拟合结果。

图3. 利用最佳参数对中无(上图)和有(下图)倾斜演化的磁星“高短P”亚类(左图)和“高短P”亚类(右图)的真空演化轨迹。

论文作者：黄俊翔（博士生），吕候军（唯一通讯），Jared Rice，梁恩维

论文链接：https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.109.123026