脉冲星磁层的整体解

在定常、轴对称的柱坐标系中,讨论脉冲星磁层的结构。合理选择环向磁场与磁面函数之间的非线性关系,使用数值计算的方法,求解非线性电磁流体力学方程组,先求出光速圆柱内的解。然后,在光速圆柱外延拓,求出脉冲星磁层结构的整体解。最后,对磁层中各不同区域的特性进行了讨论。     

γ射线脉冲星的代参数及其性质

本文根据电子光子在中子星表面磁层中的级联过程形成γ辐射的机制，引入了一个描述γ射线脉生性质的量－“代参数”，根据这个量，我们可以判断哪些脉冲星可能是γ射线脉冲星，另外，这个量与γ射线脉冲星的一些物理量有密切关系，我们发现γ射线脉冲星的光谱指数及平均能量与“代参数”之间存在着很好的关联。     

脉冲星的γ辐射

本文根据Ｒ－Ｓ模型讨论脉冲星的γ辐射，在讨论光子被电磁场吸收时，我们把中子星磁层分成两部分，一部分以电场吸收为主，另一部分以磁场吸收为主。本文以电子在电磁场中的级联过程为基础，计算了Ｃｒａｂ、Ｖｅｌａ等六个已知γ射线脉冲星的一些物理量，发现与观测基本相符。另外我们还预言了一些很可能是γ射线脉冲星的候选者。     

脉冲星的γ辐射

本文根据Ｒ－Ｓ模型讨论脉冲星的γ辐射，在讨论光子被电磁场吸收时，我们把中子星磁层分成两部分，一部分以电场吸收为主，另一部分以磁场吸收为主，本文以电子在电磁场中的级联过程为基础，计算了Ｃｒａｂ，Ｖｅｌａ等六个已知γ射线脉冲星的一些物理量，发现与观测基本相符，另外我们还预言了一些很可能是γ射线脉冲星的候选者。     

脉冲星的一种分类方法及辐射部位的统计研究

本文对83颗脉冲星进行了分类统计研究。主要结果如下: 1.采用转动能损失率与射电光度的比值作为分类参数可以较好地反映不同类型脉冲星的物理特性和演化方式。 2.由于各类脉冲星的射电光度和光速圆柱附近的磁能之间都有着相关系数较高的回归关系,而射电光度和表面磁能之间却不相关,由此推论脉冲星辐射部位很可能在光速圆柱附近。 3.在周期变率户和周期P的关系图上,光速圆柱附近的“缠绕”磁能PP-4的某一临界值可作为射电辐射的截止线,它比Lyne等提出的光速圆柱处的磁能户PP~(-5)作为射电辐射截止线更接近观测事实。     

神奇的宇宙实验室(二)——双脉冲星PSRJ0737—3039A/B

研究脉冲星磁层的探针脉冲星磁层是一个包含了极端相对论性带电粒子、超强的等离子体波和极强的磁场的奇异的混合物。这些条件是其他天体所不具备的。脉冲星为等离子体物理的研究提供了一个极好的机会。以往,我们只能从接收到的辐射信息中分析在磁层中发生的物理过程,双脉冲星系统的发现,获得了对脉冲星磁层直接探测的手段,开创了研究脉冲星磁层的新局面。     

脉冲星的非共转模型

本文讨论了脉冲星的磁层运动和能量状态。对于满足一定条件的脉冲星系统,证明了在极轴处的等离子体的角速度和电荷密度趋于零。提出了一个磁层与星体非共转的简单模型以及边界条件。利用变分原理,求得参数值,从而,得出了与参数相关的各个物理量,例如:等离子体的漂移速度v_D,等离子体与星体的相对滑动速度v_s,脉冲星的输出功率等。结果表明:功率值比较接近观测值,非共转的模型相对通常采用的共转模型而言是比较合理的。     

类Crab脉冲星的三维磁层外隙模型

利用三维脉冲星磁层模型研究了磁层外隙的几何结构,首先用自治模型确定“外隙”的垂直尺度,在该模型中外隙尺度受回流的外隙流（带有隙加速的带电粒子发射的曲率光子）加热极帽而产生的热光子的碰撞而成对生成所限,外隙的横向尺度也受本地对生成所限,在脉冲星的磁层中,原则上有两个拓扑分离的外隙,允许同时进入和流出粒子,不过,流入粒子流产生的辐射形态受隙了本地对生成和恒星附近的磁对生成的严格制约,根据外隙及其本地结构的三维模型计算了类Crab脉冲星的辐射和相位分解谱。     

缺脉冲现象显著的脉冲星的若干特性

本文把呈现缺脉冲现象的脉冲星作为一种次型来进行研究。发现缺脉冲现象显著的脉冲星分布在射电辐射的截止线附近,组成一条近于和截止线平行的直线。此外,这种脉冲星还有如下的特点:它在光速圆柱距离处的磁场偏小,能损率也偏小。文中讨论了缺脉冲产生的可能原因。     

射电脉冲星的磁层与辐射机制理论

在本文中简介强磁场中一些特殊理过程的特性，在此基础上综述了射电脉冲星的磁层与辐射机理理论。关于磁层，主要由ＧＪ模型了发，从斜转子磁层、加速区机制及回路问题三方面总结前人对磁层问题的认识。     

脉冲星的辐射特征和空间分布的统计分析

本文采用330颗脉冲星星表,进一步论讨了脉冲星某些重要特性的演化规律,主要结果如下:1.脉冲星的转动能损率E,射电光度L_R,磁能和辐射锥角都随年龄的增加而迅速减少。这表明,脉冲星的能量和辐射都是逐渐衰减的;2.射电转换效率η_R随年龄的增加而增加,这可能表明脉冲星辐射频谱的极大值逐渐向射电波段演化;3.脉冲星离银道面的距离|z|随年龄的增加而增加,这意味着多数脉冲星可能都是离银道面而去的。     

年轻脉冲星周期-磁场分类及演化

年轻脉冲星多处于超新星遗迹(Supernova Remnant, SNR)中, 其分为转动供能脉冲星(Rotation-powered SNR-PSR)、磁星(Magnetar)和中心致密天体(Central Compact Object, CCO), 这3类年轻脉冲星有着不同的自旋周期及磁场强度分布. % 其中, 遗迹磁星(SNR-Magnetar)的平均自旋周期比转动供能遗迹脉冲星大近一个量级, 平均磁场强度高近两个量级. % 同时, 中心致密天体比转动供能遗迹脉冲星的平均磁场强度低近两个量级. % 这3类年轻脉冲星不同的物理性质, 可能源于其不同的前身星或不同的超新星爆发过程, 也可能源于其中子星诞生后的不同演化过程. % 此外, 转动供能遗迹脉冲星比年轻的转动供能非遗迹脉冲星具有更快的平均自旋周期、更大的平均磁场强度和更短的平均特征年龄. % 这暗示新诞生的中子星经时间约为$10^5$--$10^6$yr的演化过程, 其自旋速度将减小近一半, 同时其磁场强度也将衰减近一半.     

脉冲星参数空间分布和演化统计研究

脉冲星参数统计是脉冲星研究的重要基础性工作。利用最新整理的脉冲星观测数据,对2 500多颗脉冲星参数的空间分布和演化进行了统计研究。结果显示,在空间上脉冲星集中在银道面附近,脉冲星数目分布的极大值位于距离银心约7.27 kpc处,这可能是星际色散和散射造成的观测效应。另外给出了自转周期、表面磁场、特征年龄和自转能损失率随着远离银道面的变化规律。随着远离银道面,常规脉冲星的自转周期和特征年龄不断增大,表面磁场和自转能损失率不断减小。常规脉冲星的射电光度随特征年龄的增大,先增大后减小,这表明射电辐射机制在不同年龄段有所不同。常规脉冲星自转能损失率随特征年龄的增大呈对数快速下降。这些结果是脉冲星分布演化理论研究的重要基础。     

脉冲星辐射区结构研究

为了研究脉冲星本质与磁层动力学过程,如何从观测限定脉冲星辐射区域的部位和几何结构是其中一个基本且关键的问题.介绍了目前各种脉冲星辐射区几何限定方法的主要思想和结果,并对其异同和各自的优势作了比较和评述;根据已有的限定结果总结了其对辐射束结构、加速区模型和射电辐射机制等理论问题研究的帮助和启示;从各种方法的发展过程来看,完善能够限定脉冲星多波段辐射区域三维结构的方法,并与辐射区和加速区等理论问题的研究更紧密地结合是该领域的重要发展方向.     

Geminga缺射电脉冲的一种可能机制

应用Ｕｓｏｖ和Ｍｅｌｒｏｓｅγ射线脉冲星的修正的极冠区内间隙模型,得到了γ射线脉冲星Ｇｅｍｉｎｇａ为什么没射电脉冲辐射或射电脉冲辐射很弱的一种可能解释,同时,也可看出,中子星表面的多极场有着重要的作用。     

Geminga缺射电脉冲的一种可能机制

应用Ｕｓｏｖ和Ｍｅｌｒｏｓｅγ射线脉冲星的修正的极冠区内间隙模型,得出了γ射线脉冲星Ｇｅｍｉｎｇａ为什么没有射电脉冲辐射或射电脉冲辐射很弱的一种可能解释．同时,也可看出,中子星表面的多极场有着重要的作用．     

脉冲星射电轮廓中高斯成分在主脉冲和中间脉冲的不同分布

研究了高斯辐射成分在可视点所画出轨迹上的分布,这个可视点因脉冲星的转动而作非匀速度运动.通过假设辐射区域围绕磁轴均匀分布,一个高斯辐射成分便对应于可视轨迹划过的一个辐射区域.因为演示辐射区域在可视轨迹上是不均匀的分布,因此高斯成分沿轨迹也是不均匀的,而高斯成分的密度在磁轴与视线距离最近时为最大.高斯成分的分布取决于脉冲星的两个角度:旋转轴和视线之间的夹角,以及磁轴和旋转轴之间的倾角.基于此模型,一个脉冲星平均轮廓中观察到的多个高斯成分便对应于可视轨迹在特定的转动相位范围内的辐射区域.演示了脉冲星旋转的近侧和远侧的相位,分别对应的主脉冲和中间脉冲,两者高斯成分的数量和分布是不同的.而且还发现,沿可视轨迹上的辐射区域总数与围绕磁轴的辐射区域的总数是不同,并且预测的辐射区域数目会因忽略可见点的运动而明显不同.拟合表明脉冲星轮廓的高斯成分的形状和数量可能与实际构成轮廓的成分的形状和数量不同.以PSR B0826–34的辐射为例,并假设辐射来自单一磁极.     

X射线脉冲星周期的变化与吸积盘边界的K-H不稳定性

本文在中子星磁层与吸积盘之间引入了一个速度、密度、压强和磁场都连续变化的有限厚度的剪切层,以代替Anzer理论中的切向间断面,用磁流体力学方法讨论了中子星磁层与吸积盘交界处等离子体可压缩情况下平面波扰动的K-H不稳定性。结果表明,K-H不稳定性依然存在,径向波矢扰动成为不稳定的主要模式。文中特别讨论了剪切层厚度取值对中子星自转的影响,表明适当调节剪切层厚度就可解释X射线脉冲星周期的变化。将此模型应用到脉冲X射线源Her X-1上,得到较好的结果。     

用50m射电望远镜作脉冲星观测与研究

国家天文台正在研制的50m射电望远镜将投入脉冲星观测与研究，推动我国的脉冲星工作。本文回顾了自第1颗脉冲星发现后35年来脉冲星观测取得的成果，和理论研究获得的重大进展，并讨论我国脉冲星工作可能开展的观测与研究。当今世界脉冲星观测与研究虽然还有许多遗留问题，但是作为中子星基本观测事实已被确认。脉冲星的应用也已经走上了历史舞台。如果利用50m射电望远镜对脉冲星的特殊活动现象进行观测与研究，可能获得突破性的进展。     

X射线脉冲星导航可用目标源研究

脉冲星具有自转非常稳定的特性,在空间自主导航中有重要的应用前景.选择和研究一组适合于脉冲星导航使用的候选目标源非常重要,决定脉冲星导航精度的主要因素有:导航目标源X射线流量强度、目标源的位置精度和旋转参数精度.对可用于导航的一些X射线源进行了讨论研究,并对最适合做导航研究的转动能驱动的X射线脉冲星进行统计分析.