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。     

低纬度未证认γ射线源的起源问题的探讨

对银道面附近(|b|<5°)未证认的伽玛射线源和年龄小于106年的银河系年轻脉冲星之间的成协的可能性进行了统计研究.结果表明,年轻脉冲星可能说明大多数未证认EGRET源,它们和超新星遗迹以及OB星协在位置上成协.其表现为有2/3是年轻射电宁静脉冲星,1/3是年轻射电脉冲星.对这些未证认γ射线源的变化性的研究发现,它们中的大部分都是不变的.同时我们预期,GLAST的空间探测将可能在银道面附近(|b|<5°)中检测到≈80N100颗射电脉冲星和≈1100N100颗未证认γ射线源,这里N100是以100年为单位的中子星生成率.     

射电脉冲星锥成分的谱行为

选取２３颗双峰轮廓脉冲星,考察脉冲星射电辐射锥成分的谱行为,通过对前导和后随成分峰值强度比与频率的关系进行幂律谱拟合,给出了前后两部分的相对谱指数,结果显示,大多数脉冲星的相对谱指数集中分布在零附近,这表明,前导和后随成分的辐射本质上滑有差别;相对谱指数的近似高斯分布显示出,其辐射部位离辐射束中心距离之差具有一定的随机性。     

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。     

低能损率射电脉冲星辐射研究

脉冲星辐射理论认为,当中子星旋转磁场产生的感应电场及电压降低,以致不能产生足够多的正负电子对时,其射电辐射将消失,即"死亡".统计分析了34颗"死亡线"以下源,即低能损率射电脉冲星的空间分布及自转周期等物理性质.首先,这类脉冲星都是场星,与特殊种类脉冲星和高能辐射脉冲星没有明显的相关性;其次,这类脉冲星大多分布在低银纬和距离太阳系较近的区域;再次,这类脉冲星具有较大的特征年龄和较长的自旋周期;最后,这类脉冲星1400 MHz射电光度L1400和自转能损率˙E弱相关.低能损率射电脉冲星可能是由于星体通过辐射损失能量,导致自转减慢,自转能损率降低至"死亡线"以下.建议对于低能损率射电脉冲星的搜寻,应针对银河系场中年老的、长周期的射电源,而无需针对特殊种类的脉冲星,也无需针对特殊的空间位置.目前我国正在运行的500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST)具有较高的灵敏度,有望观测到更多低能损率射电脉冲星.     

脉冲星观测研究的某些进展

近年来,对日益增加的脉冲星观测资料的分析和对毫秒脉冲星、射电和X射线脉冲双星的观测,对脉冲星的形成、演化和辐射机制等提出了越来越多的新问题。本文对这些新问题的观测依据进行了介绍。主要涉及下述几方面的问题:是否存在着在结构、形成和演化上均不相同的两类脉冲星?脉冲星是否有两种或两种以上的辐射机制在同时起作用?脉冲星射电辐射中的两种相互垂直的偏振模式,以及近年来在毫秒脉冲星、射电和X射线脉冲双星的观测中所发现的新现象等。     

射电脉冲星锥成分的谱行为

选取２３颗双峰轮廓脉冲星,考察脉冲星射电辐射锥成分的谱行为．通过对前导和后随成分峰值强度比与频率的关系进行幂律谱拟合,给出了前后两部分的相对谱指数．结果显示,大多数脉冲星的相对谱指数集中分布在零附近,这表明,前导和后随成分的辐射本质上没有差别;相对谱指数的近似高斯分布显示出,其辐射部位高辐射束中心距离之差具有一定的随机性．     

脉冲星射电辐射束半径与周期关系的研究

脉冲星的周期非常稳定.前人通过研究发现脉冲星射电辐射束半径大小应该正比于周期的-1/3或-1/2次方.通过整理收集了87颗信噪比很好的、偏振位置角明显为"S"曲线的脉冲星数据,用脉冲星辐射束几何模型计算得到了每颗脉冲星的辐射束半径及误差.发现脉冲星周期小于0.85 s时,辐射束半径正比于周期的-1/2次方.周期大于0.85 s时,辐射束半径与周期之间并没有明显的幂律关系,但这可能与选择效应有关.当假设脉冲星的磁倾角为90?时,计算得到的辐射束半径随周期分布的下边界正比于周期的-1/2次方,与前人的结论一致.     

脉冲星观测技术

脉冲星的发现和研究取决于射电天文技术的发展。除了两颗脉冲星以外,目前已知的１０００颗脉冲星都是用射电望远镜发现的。９５％以上的脉冲星只观测到射电波段的脉冲辐射。可以说,没有射电天文技术就没有今天的蓬勃发展的脉冲星研究。图１美国阿雷西博直径３０５米球面...     

脉冲星减速研究与电磁和引力波辐射

脉冲星具有极强的磁场,由于其磁轴与自转轴并不完全重合,这使脉冲星存在电磁辐射.脉冲星靠消耗自转能来弥补辐射出去的能量,从而导致自旋速度的逐渐放慢.根据理论推导,对蟹状星云脉冲星(Crab)的初始周期进行预测,并推导出在未来任意时刻,在电磁辐射的影响下,其脉冲星自旋周期的演化规律.由于脉冲星的质量分布可能存在四极矩,引力波辐射也会使得脉冲星的旋转速度减小,因此进一步分析Crab脉冲星在引力波影响下自旋周期的变化.最后将两种辐射机制模型结合,对脉冲星在两种辐射机制共同作用下自旋周期的演化进行分析.     

由NVSS证认的射电类星体

通过对２０００年版Ｖｅｒｏｎ类星体星表和ＮＶＳＳ巡天数据进行交叉证认,得到了３０１颗新发现有射电辐射的类星体,计算了射电类星体的射电谱指数、射电光度、偏振度等物理量并进行了统计分析,讨论了射电类星体所理比例随红移和绝对星等的分布,以及夺度随红移的演化关系。结果发现,强射电类星体在所有类星体中所占的比例Ｆ（ＲＬＱ）随着ＭＢ的增加而增大,随红移的演化是ｚ＝０．０到ｚ＝０．８逐渐上升,在ｚ＝１．５附近开     

特殊类型脉冲星的研究进展

脉冲星是演化末期的大质量恒星经过核坍缩形成的产物,它们在天体物理学、粒子物理学和卫星导航等方面具有重要的应用。自脉冲星发现50年来,其观测和理论研究取得了巨大进展。脉冲星主要在射电波段被探测到,部分脉冲星也有X射线和γ射线等波段的辐射,它们的信息非常丰富。根据其不同的观测特征可以把脉冲星分为多种类型。主要对射电、X射线以及γ射线波段的特殊类型脉冲星,包括旋转射电暂现源、间歇脉冲星、态转换X射线脉冲星、磁星、暗X射线孤立中子星、中心致密天体以及γ射线脉冲星的基本性质及其研究进展进行综述。     

双源射电星系的演化特性

选取已知红移的双源射电星系77个,对它们的某些演化特性进行了统计研究,得到如下结果: 1.双源射电星系的射电角径θ和红移Z的关系(θ-Z关系),不但存在一个上包络(θ_max-Z),而且存在一个下包络(θ_min-Z)。后者表明双子源线距有一个下限,其值为D_min=40kpc。这可能表明双源形成时,真距离就为D_min,然后开始演化。 2.统计了子源的射电光度L、体积V、总能最E、以及L/V和E/V与双源之间的线距D的关系,发现对L—D,V—D,E—D,存在一个临界线距D_c=600kpc。当DD_c时,L、V和E大体上保持不变。L/V和E/V基本上不随D变化,表明在相当大的演化尺度(至少1Mpc)内,单位体积的光度和能量密度不随D变化。 3.对于具有D>Dc的(最)大角径的双源射电星系,其光学星系的绝对星等M和线距D之间似乎存在某种演化关系,即M随D的增大而增大,演化速率约为+4~m.8/Mpc。     

脉冲星磁场的演化

综述了前人对于单个脉冲星磁场的起源和演化的研究结果及其最新进展。脉冲星磁场的起源有多种模型，其所对应的初始磁场有两种位形：磁场束缚在核内和磁场束缚在壳层中。脉冲星的磁场如何演化，没有一致的结论。有各种观测证据可能直接或间接表明磁场的演化行为，如根据特征年龄和运动学年龄的差异可以推断出脉冲星磁场按指数规律衰减，而根据特征年龄与超新星遗迹年龄的差异或几颗年轻脉冲星的制动指数可以认为年轻脉冲星的磁场可能是增强的。脉冲星的样本合成研究（数值模拟）是研究脉冲星磁场演化的重要方法。模拟结果表明，假定脉冲星磁场按指数衰减，特征衰减时标必须为10^7yr或更长。而壳层中磁场的欧姆耗散模型数值计算显示脉冲星磁场演化行为因冷却模型和状态方程的取法不同而异，但最终无明显的衰减。由自转变慢诱导的脉冲星核内部磁场向壳层中扩散模型的计算表明脉冲星磁场的衰减只发生在10^7-10^8yr这段时间内，磁场衰减1－2个量级。     

从光速圆柱磁能的衰减研究毫秒脉冲双星的演化

本文用脉冲星光速圆柱附近磁能的衰减理论研究了毫秒脉冲星的演化。文中从理论上给出了脉冲星到达辐射截止线时的年龄和自转周期,及现在的辐射年龄和从现在辐射年龄到达辐射截止线所需的时间。并用此理论对7颗脉冲双星的演化作了数值计算。     

Crab脉脉冲星巨脉冲研究进展

巨脉冲是一种持续时间很短的射电爆发现象,它们的流量密度往往比平均脉冲大几十倍、百倍,甚至千倍以上,成为脉冲星射电辐射中最显著、最突出的现象。Crab脉冲星自发现以来一直受到广泛关注,它是极少数能够发射巨脉冲的脉冲星之一。射电巨脉冲轮廓形状、微细结构、能量分布的充分研究,对揭示脉冲星辐射机制和具体辐射过程有重要意义。     

脉冲星巡天观测进展和近邻脉冲冲星样本估算

射电脉冲星巡天是探测获取更多脉冲星的重要途径。首先介绍了影响射电脉冲星巡天效率的因素,着重分析灵敏度和观测频率两个重要因素,并通过定义脉冲星探测率,简化对脉冲星巡天效率的估算。此外,总结了现有脉冲星巡天项目,利用Parkes多波束脉冲星及两次扩充巡天(Swinburne中纬度脉冲星巡天和Parkes高纬度脉冲星巡天)结果,采用包含时间演化的脉冲星分布模拟软件PsrPopPy,模拟得到脉冲星在银河系中分布的样本,并对近邻太阳系1 kpc距离内的脉冲星数目进行了估算,获得了近邻脉冲星样本,可为脉冲星高能辐射对探测宇宙线正电子谱影响等研究提供可靠输入量。     

自转极慢的脉冲星

自转周期为85秒的脉冲星Ｊ2144-3933大概是迄今发现的自转得最慢的脉冲星了。西澳大利亚大学的天文学家扬(Ｍ.Ｙｏｕｎｇ)说,该脉冲星自转得太慢不可能产生足够强的电场来发射射电辐射。但扬也认为Ｊ2144-3933也可能代表着一类在银河系内尚未发现的未知品种的脉冲星,这类?..     

Geminga 多波段研究的新进展

简要介绍了特殊天体Ｇｅｍｉｎｇａ的发现、证认、定位和距离测量等工作,详细综 了近年来有关Ｇｅｍｉｎｇａ低频射电辐射和高能辐射的观测进展以及人们对这些结果的理论解释。Ｇｅｍｉｎｇａ是否代表一类没有射电辐射的射电脉冲星（辐射能由转动能量而来的非吸积型脉冲星）,理论上具有重要意义,以前人们在高于１０３ＭＨｚ的射电波段对Ｇｅｍｉｎｇａ做过多次高灵敏度观测,都没有测到有意义。以前人们在高于１０３ＭＨｚ的射电     

环加速间隙下的脉冲星星风制动模型

为了解释间歇脉冲星PSR B1931+24在射电噪比射电宁静状态下更大的自转减慢率和模拟蟹状星云脉冲星的自转演化,建立同时考虑了具有不同加速电势的核区和环区的环加速间隙下的星风制动模型.其中对于PSR B1931+24通过计算得到它的磁场强度和磁倾角,并且预言了其理论制动指数.对于蟹状星云脉冲星,通过计算得到它的磁场强度和磁倾角,还计算得到其制动指数随周期的演化和它在周期-周期导数图上的自转演化.相比于真空加速间隙、外加速间隙等,环加速间隙也同样能够适用于星风制动模型.