大质量中子星PSR J0348+0432原生星的组成与结构

在相对论平均场理论中考虑重子八重态,选取每重子熵S=1或S=2,集中研究讨论了熵效应对大质量中子星PSR J0348+0432原生星性质的影响.利用GL85核子耦合参数组计算了PSR J0348+0432的质量,将该参数组推广来计算每重子熵S=1或S=2时原生中子星的性质.结果发现原生中子星较零温中子星会有更多超子出现,且原生中子星的温度越往内部温度越高,超子的出现会降低内部温度.熵会增大大质量原生中子星的质量,这种增加效应超过超子出现减小大质量中子星质量的效应.熵会增加原生中子星的半径,即原生中子星的冷却是一个星体收缩的过程.     

中子星的相对论平均场描述

从相对论平均场理沦出发,考虑核子、超子和介子的相互作用,研究了中子星的结构和性质以及超子耦合常数对中子星性质的影响.发现当密度较高时,中子星的核心区主要由超子组成,即中子星转变成以超子为主要成分的奇异中子星,并且这种转变受到超子相互作用的影响.当超子耦合常数与核子耦合常数的比值为0.65时,中子星转变为奇异中子星所对应的密度最小,此时计算的中子星的最大质量为1.4 M⊙,与天文观测结果较好符合.     

∑超子在饱和核物质中的势深度与前身中子星转动惯量

利用相对论平均场理论并考虑重子八重态{n,p,Λ,∑-,∑0,∑+,Ξ-,Ξ0},计算研究了∑超子在饱和核物质中的势深度U(N)∑对前身中子星(PNS)转动惯量的影响.研究发现:当U(N)∑依次取吸引势-30 MeV、-20 MeV、-10 MeV和0 MeV时,前身中子星相应于最大质量的转动惯量分别增大0.44%、0.29%和0.08%;当U(N)∑依次取排斥势+10 MeV、+20 MeV和+30 MeV时,前身中子星相应于最大质量的转动惯量分别增大0.06%和0.10%.取吸引势时的U(N)∑对相应于最大质量的转动惯量的影响较之取排斥势时的U(N)∑对它的影响大数倍.     

超新星物质状态方程

本文提出了一个温度和密度分别在:10~9K T 10~(11)K;10~9gcm~(-3) ρ 10~(15)gcm~(-3)范围的热密物质状态方程.主要考虑了核子的相对论效应和确定原子核种类的方法.所得结果表明核子的相对论效应使状态方程高密部分明显地硬化(核子比熵为1k_B的等熵线最大绝热指数约为4);采用自由能取极小值的方法确定原子核的种类比较合理.     

中子星内部中微子辐射的相对论修正

通过相对论平均场理论和相关的弱相互作用冷却理论,在有、无超子两种情况下的中子星物质中研究含相对论效应的中子星冷却性质,并且与非相对论情况进行对比分析.考虑到极微小尺度上的引力会偏离牛顿引力,引入引力修正效应.结果表明中微子辐射的相对论效应降低了中微子发射率、发光度以及星体的冷却速度.在考虑引力修正的无超子的中子星物质中,相对论效应所引起的星体冷却速度降幅最大,对于两倍太阳质量的传统物质中子星可达56%,而超子物质中降幅最小,约为38%.     

γ爆的磁流管模型

本文讨论了一种基于老年中子星的γ爆的磁流管模型.这个模型认为中子星表面磁场包含有两种成分,一种为弱的偶极背景磁场,另一种为细管状局域强磁场.此模型可以同时解释回旋吸收线和高能尾巴的存在.本文还计算了磁场为1.7×10~(12)G时的Compton散射截面。对于GB880205,根据吸收线的深度定出磁流管内电子数密度与管的直径之积约为10~(21)cm~(-2).     

用中子星限制暗物质粒子散射截面

中子星可以通过重子物质和暗物质的相互作用吸积暗物质,且在一定条件下, 中子星吸积的暗物质粒子可以引发自引力塌缩形成小型黑洞, 生成的黑洞可能会进一步吞噬中子星.依据文献已有模型, 基于以上物理过程给出了在暗物质粒子不同质量下对暗物质粒子--中子的散射截面的限制.使用弱相互作用大质量粒子(Weakly Interacting Massive Particle, WIMP)模型, 并考虑暗物质粒子是玻色子的情形, 讨论了暗物质粒子有无自相互作用以及有无湮灭等条件下对限制暗物质参数的影响.既考虑了已发现的两个中子星系统来给出对暗物质参数空间的限制,也考虑了两个可能存在的年老中子星来预测未来观测可能对暗物质参数空间的限制.对于考虑玻色--爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein Condensate, BEC)的玻色子暗物质, 在无自相互作用或有弱自相互作用, 无湮灭或有很小湮灭截面的条件下,中子星给出的间接观测对暗物质粒子-中子散射截面的限制的强度比XENON1T直接探测实验来得更强.未来, 如果在银心附近能观测到年老中子星, 其观测结果可以提升模型给出的对暗物质粒子--中子散射截面的限制, 从而帮助人们进一步理解暗物质.     

中子星的第二类磁场

以往普遍认为,中子星具有的磁场是衰减性的,衰减时标约为(5—9)×10~6年。近年发现了另一种不衰减或衰减极慢的磁场,称之为第二类磁场。本文将对中子星的这种第二类磁场的研究现状作比较系统的介绍和述评。非常可能,这种磁场相当普遍地存在于各类中子星。脉冲星、X射线双星以及γ射线爆源,都可能存在着这种第二类磁场。     

一种数字比相仪的设计

本文在分析目前流行的模拟比相仪优缺点的基础上,介绍了一种数字比相仪的设计方法、具体制作和初步测试结果。样机的相位分辨力为±0.1ns,准确度为±3ns,这表明在100秒取样时间上,仪器测量的准确度可达3×10~(-11)量级,它适于对准确度优于5×10~(-8)的频率标准作频率校准和长期稳定度的测量用。     

电子回旋脉■和太阳微波毫秒级尖峰辐射

本文提出由非热电子(60keV)的空心束(hollow beam)分布激发回旋脉降作为太阳微波毫秒级尖峰辐射的产生机制。文中求得了非常波模二次谐波的增长率及其随时间的变化、脉泽的饱和时间、饱和波能密度及脉降辐射的方向特征。 结果得到,当磁场强度B=507G,等离子体数密度n_(?)=4×10~9cm~(-3),电子温度T_e=1.4×10~6K,非热电子数密度与热电子数密度之比(n_s/n_e)≈4×10~(-5),磁场标高时,将在2.84GHz频率上产生高亮温度(T_b≈5×10~(15)K)的毫秒级尖峰辐射。     

新的六极型铯束管

本文简略介绍了一种新的六极型铯束管的结构和性能。新就新在它不用电子倍增器,而是采用高阻放大器(计置院研制),这就在我国首次成功地解决了铯束管长寿命工作中的一个关键问题.束光学用“点源”“点靶”轴对称地配置获得了如下的电参数:Ramseg 谐振信号:9×10~(-12)ARamseg 谐振线宽:190Hz信噪比(平均时间1秒):583铯炉工作温度(℃):95与中国计量科学院研制的线路配合,获得了如下的整机参数:频率稳定度:δg(τ=1h)=1.9×10~(11)/τ~(1/2)[δy(τ=1h)=3.3×10~(-13)]频率准确度:±7×10~(-12)(数据尚不充分)今后再做适当的改进.不难将稳定度提高到1～2×10~(-13)/h,它完全有希望成为我们国产的能长期(1年以上)连续运行的高性能的铯束频标。在国际上,六极型的铯束装置在联邦德国物理技术研究院(PTB)得到了极其成功的应用,该实验室已完成了准确度高达1～2×10~(-14)作用区短到0.8米的铯束频率基准,苏联和日本也研制成功了类似的装置。     

高密物质的一种状态方程和中子星的结构

我们用改进的平均场方法计算了核密度以上物质的状态方程,并用中子星结构方程计算了中子星结构,得出引力质量M_G=1.7M_⊙,转动惯量I=1.62×10~(45)g-cm~2。结果表明,这些值与观测值符合的较好;高密物质相互作用模型的选取直接影响到中子星结构的特征量,同时可看出,用改进的平均场方法可使非相对论和相对论理论所推算的中子星的质量和转动惯量之间的差距明显地缩小。     

奇异星壳层塌缩的数值研究

当奇异星表面的电场不足以支撑整个壳层的时候,壳层就有可能全部落入奇异核中.对这一过程的研究,可以为观测上证认奇异星提供一些可能的理论线索.数值计算表明,底部密度为-8.3×1010gcm-3,亦即质量为-3 4×10-6M(?)的壳层在约5.4×10-3s时间内塌缩到奇异核中,可导致一次持续约0.15s的爆发事件.在过程中平均每个重子释放约6.3 MeV的能量,总辐射能则可高达-1046-1047ergs.这可以用来解释宇宙中一些爆发现象.     

利用长波(BPL)定时的精度分析

本文给出了云南天文台监测长波(BPL)时号的结果。地波定时平均精度达±0.22μw,日校频精度优于2.3×10~(12);天波定时精度为±1.65μs,日校频精度优于1.9×10~(-11)μs。     

行星状星云NGC 2242的红外辐射

被Zwicky等人列为星系的NGC 2242,后来刘继英等人发现它具有发射特征并认为可能是行星状星云。前原英夫等人用有缝光谱肯定了它是一个行星状星云。我们证认它是IRAS06304+4448。根据IRAS Point Source Catalog所提供的25μm和60μm的辐射流量,我们得到了这一行星状星云的尘埃温度T_d=130K,光学厚度τ_(25μm)=1.98×10~(-7)和尘埃的总质量M_d=1.0×10~(-7)到1.8×10~(-6)M_⊙之间。     

氢脉泽调谐方法的改进

氢脉泽的调谐方法直接影响其调谐准确度,复现性以及调谐后几天内频率的稳定度.本文叙述并总结82年底至83年8月陕西天文台氢脉泽调谐工作的改进。通过这个改进,使氢脉泽的调谐准确度从原来的5×10~(-13)提高到1.5—2.2×10~(13),调谐的复现性达到1.5×10~(-13),解决了83年以前调谐中存在的突出问题,调谐后很快又失谐.     

太阳X射线爆发与低电离层突然骚扰

本文分析了1981年1月至5月期间记录的低电离层突然骚扰(SID)和太阳X射线爆发数据发现:1.几乎所有的研究情况,每一个低电离层的突然骚扰都是太阳X射线爆发引起的。且SID与太阳X射线爆发之间有着相同的开始和极值时间;2.能够引起低电离层产生较明显的SID的太阳X射线爆发的峰值流量下限对于0.5～4A频段是约4×10~(-3)w/m~2,对1～8A频段是2×10~(-6)w/m~2;3.相关分析表明,太阳X射线爆发的流量变化量与低频记录的突然相位异常(SPA)的变化量之间有好的相关性。根据这个初步的研究有可能利用低频SPA的监测来较好地检测太阳X射线爆发。     

一颗光学厚Mira星NV Aur

本文利用能量守恒的方法,对光学厚Mira变星NV Aur在其相位0.206处的光学及红外波段的观测值进行模型拟合处理,得到其中心星有效温度值T_*=1750K,亮层有效温度T_d=250K。我们发现富氧AGB星的25μm处的光度和周期有很好的相关,通过此周光关系,算出了NV Aur的距离d≈590pc,中心星光度约为9.4×10~4L_⊙,中心星半径为3.4×10~3R_⊙,尘埃壳层光学厚度τ_v=2.7,显示其为一光学厚Mira星,中心星为一红超巨星。我们所得质量流失率(?)=3.1×10~(-6)M_⊙/yr,与Knapp等人从CO观测得到的5.7×10~(-6)M_⊙/yr在量级上相符。在本文中还给出了NV Aur的球对称壳层黑体谱模型。     

从一个微波C型爆推算到的高能电子数

本文分析了Sag。Hill天文台观测到的1989年3月6日在1353 UT左右发生的一个罕见的大C型爆,即延伸型耀斑大爆发。假设射电辐射来自处于磁环顶部的均匀源,采用合适的日冕磁场值(100高斯),可推算出射电源中的非热电子总数N_R(5.6×10~(37)),这与一个标准硬X射线发射(I_p=10~6ε~(-3.5))的薄靶模型所预计的非热电子总数N_X(2.8×10~(37))相近。由此表明这两类辐射可能有共同的或紧密相关的非热电子分布起源。文中还用统计规律估算该事件的硬X射线大于30keV以上各通道的总记数率,即HXRBS峰率F_X为1.1×10~5s~(-1)。 文中还分析了长期存有争论的N_R与N_X相差10~3—10~5的原因,可能主要是N_R估计不准。这种估计不准,除理论原因外,还有流量测量精度不够的原因。如流量测量误差在±30％时,就可使N_R的估计值相差10~2—10~3。     

精密频率改正器的研制

在精密授时和无线电导航系统中,对时间和频率的实时同步,提出了愈来愈高的要求,有些要求已经超过了目前商品原子钟本身的时间和频率调整能力。为了解决这一工程上急需解决的问题,我们研制了一个精密频率改正器。利用这个仪器,日平均频率补偿精度大约为±1.10~(-14),相位调整精度可达±1ns。其主要指标如下: 输入频率:1MHz,2.5MHz,5MHz; 输出频率:1MHz,5MHz; 频率补偿范围:1×10~(-14)～1×10~(-9),可正可负; 相位调整范围:1ns～∞,可超前,可滞后。