中子星物理導論（簡體書）

《中子星物理導論》的內容包括三個部分。首先，第1～3章主要介紹了物態、結構以及演化等中子星的基本物理屬性。其次，第4、5章闡述了脈衝星觀測的主要結果和脈衝星產生電磁輻射的理論基礎。這兩部分內容和基礎物理學課程緊密相關，可作為本科教學的重點，重在描述中子星模型的基本理論框架，實現基礎物理知識和天體物理研究之間的過渡和銜接。後，第6～10章是一些擴展性介紹，內容涉及星風、雙星、磁陀星、引力波及超新星爆發等，旨在使《中子星物理導論》能夠較為完整地呈現中子星研究領域的大致風貌，並浮光掠影地涉及一些前沿研究內容。總體上，《中子星物理導論》側重論述中子星理論模型的內在邏輯，對過於複雜的理論推導和觀測細節不作展開討論，以保證內容的簡潔性。

目錄
前言
單位制、符號約定及基本常數
緒論 1
0.1 中子星概念的形成 1
0.2 多波段、多信使觀測 3
0.3 不斷發展的前沿 7
第1章 致密物質 11
1.1 恒星的核心坍縮 11
1.2 npe氣體 13
1.2.1 β平衡 13
1.2.2 物態方程 17
1.2.3 熱容量 21
1.2.4 超流和超導 23
1.3 核飽和密度以下的物質 26
第2章 中子星的結構 30
2.1 流體靜力學平衡 30
2.2 TOV方程和質量上限 32
2.3 分層結構 35
2.4 混合星和奇異夸克星 37
第3章 熱演化 42
3.1 熱傳遞和冷卻方程 42
3.2 外殼層和表面熱輻射 46
3.3 中微子輻射 48
3.4 冷卻曲線 52
第4章 脈衝星觀測 56
4.1 射電脈衝星概述 56
4.1.1 意外發現 56
4.1.2 脈衝到達時間 58
4.1.3 脈衝輪廓和脈衝消零 59
4.2 電磁波的傳播 61
4.2.1 色散量 61
4.2.2 法拉第旋量 64
4.3 燈塔模型 66
4.4 多波段輻射 68
第5章 脈衝星電動力學 71
5.1 磁偶極輻射 71
5.1.1 磁偶極場 71
5.1.2 輻射光度 73
5.1.3 磁場和年齡估計 76
5.2 磁層 78
5.2.1 真空環境下的電場 78
5.2.2 無力場和極冠 80
5.2.3 加速區 85
5.3 脈衝輻射 87
5.3.1 帶電粒子在磁場中的輻射 87
5.3.2 級聯過程 90
5.3.3 脈衝輪廓的形成 92
第6章 脈衝星風 94
6.1 相對論性星風的形成 94
6.1.1 坡印亭流和粒子流 94
6.1.2 相對論流體力學 95
6.1.3 磁重聯 97
6.1.4 動力學演化 99
6.2 激波 101
6.2.1 跳躍條件 101
6.2.2 粒子的加速 103
6.3 脈衝星風云 105
第7章 中子星雙星 108
7.1 雙星軌道 108
7.1.1 開普勒定律 108
7.1.2 軌道參數的測量 110
7.1.3 廣義相對論效應 113
7.2 物質吸積和高能輻射 115
7.2.1 洛希等勢面族 115
7.2.2 吸積盤 117
7.2.3 高能輻射 120
7.3 星風作用 121
第8章 磁陀星 124
8.1 觀測表現 124
8.2 強磁場下的物質屬性 126
8.3 磁場結構和爆發 129
8.4 快速射電暴 133
第9章 引力波 136
9.1 基本公式 136
9.2 雙致密星系統 137
9.2.1 軌道衰減 137
9.2.2 並合事件 140
9.3 孤立中子星 145
9.3.1 橢率和自轉演化 145
9.3.2 r模不穩定性 146
第10章 劇烈爆發現象 150
10.1 超新星 150
10.2 千新星 153
10.3 伽馬射線暴 156
10.3.1 火球和內激波 157
10.3.2 外激波和余輝輻射 160
10.4 白矮星的坍縮 164
附錄 相對論思想淺析 166
參考文獻 169
《21 世紀理論物理及其交叉學科前沿叢書》已出版書目 179