Artigo em revista científica Q1
Particle-in-cell simulations of pulsar magnetospheres: Transition between electrosphere and force-free regimes
Fábio Cruz (Cruz, F.); Thomas Grismayer (Grismayer, T.); Rui Torres (Torres, R.); A. Y. Chen (Chen, A. Y.); A. Spitkovsky (Spitkovsky, A.); Ricardo Fonseca (Fonseca, R. A.); L. O. Silva (Silva, L. O.); et al.
Título Revista
Astronomy and Astrophysics
Ano (publicação definitiva)
2024
Língua
Inglês
País
França
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N.º de citações: 10

(Última verificação: 2026-06-20 16:39)

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Abstract/Resumo
Aims. Global particle-in-cell (PIC) simulations of pulsar magnetospheres are performed with volume-, surface-, and pair-production-based plasma injection schemes to systematically investigate the transition between electrosphere and force-free pulsar magnetospheric regimes. Methods. We present a new extension of the PIC code OSIRIS that can be used to model pulsar magnetospheres with a two-dimensional axisymmetric spherical grid. The subalgorithms of the code and thorough benchmarks are presented in detail, including a new first-order current deposition scheme that conserves charge to machine precision. Results. We show that all plasma injection schemes produce a range of magnetospheric regimes. Active solutions can be obtained with surface and volume injection schemes when using artificially large plasma-injection rates, and with pair-production-based plasma injection for sufficiently large separation between kinematic and pair-production energy scales.
Agradecimentos/Acknowledgements
--
Palavras-chave
Relativistic processes,Methods: numerical,Pulsars: general
  • Ciências Físicas - Ciências Naturais
  • Ciências da Terra e do Ambiente - Ciências Naturais
Registos de financiamentos
Referência de financiamento Entidade Financiadora
MP-SCMPS-00001470 Simons Foundation
PHY-2206607 National Science Foundation (NSF)
PD/BD/142971/2018 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
PD/00505/2012 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
PD/00505/2018 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
2022.02230.PTDC X-MASER
DMS-2235457 National Science Foundation (NSF)
AST-2308111 National Science Foundation (NSF)
PD/BD/114307/2016 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
ERC-2015-AdG Grant 695088 Comissão Europeia