Combined Lensing in the Vicinity of Neutron Stars with Dipole–Quadrupole Magnetospheres: Nonlinear Electrodynamics with General-Relativistic Ray-Tracing and Observational Implications

2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/physics8010001
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

We consider a model problem of polarization-dependent light bending and time delays in the vicinity of neutron stars endowed with magnetar-strength magnetic fields (B∼1015G), combining an effective-metric formulation of Heisenberg–Euler nonlinear electrodynamics with general-relativistic ray tracing. The spacetime geometry is analyzed using both the Kerr metric and a quadrupole-deformed q-metric, characterized by a quadrupole parameter varying in the range q∈[10−3,0.5]. In addition, the impact of complex magnetic-field topologies is examined by introducing a magnetic quadrupole component alongside the dipole configuration. The simulations performed in this study demonstrate that the inclusion of the quadrupole deformation parameter significantly modifies photon trajectory deflections compared to the standard Kerr solution. We further quantify the geometric dilution of the photon beam, finding a cross-section expansion ratio of approximately 4.7×1013 for rays reaching Earth. This strong dilution imposes stringent constraints on the detectability of polarization-dependent signatures and time-delay echoes. Finally, characteristic illustrations are presented for trajectory distortions, bending-angle distributions, and intensity valleys produced by the combined gravitational and magnetic lensing effects.