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PSR 0329+54,0834+06,1133+16射电累积脉冲轮廓相位分离谱_论文

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第 31 卷 第4期 吉首大学学报( 自然科学版) Journ al of Ji shou Universit y ( Nat ural Science Edit ion) Vol. 31 No. 4 2010 年 7 月 July. 2010 文章编号: 1007- 2985( 2010) 04- 0051- 08 PSR 0329+ 54, 0834+ 06, 1133+ 16 射 电 累 积 脉冲轮廓相位分离谱 杨江河 ( 湖南文理学院物理与电子科学学院, 湖南 常德 摘 415000) 要: 从相关资料中选取了 3 个射电累积脉冲轮廓信噪比 较高的脉冲星( PSR 0329+ 54, 0834+ 06, 1133+ 16) , 分析 了它们射电累积脉冲轮廓的特征, 并对轮廓进 行了相位分离, 得到了射电累积脉冲轮廓相位分离谱 , 同时也给出了不同相位 处射电辐射与频率的关系. 结果显示: 它们的相位分离谱表现为不同的特征, 1133+ 16 的谱 前后陡中间 *, 而 0329+ 54 和 0834+ 06 的谱相似表现为前*后陡; 根据分离谱的 特征可对脉冲星进 行分类, 该分 类有助 于理解 脉冲星 的一些观 测特性; 各源在不同的相位段有不同的辐射强度与频率的相关关系, 1133+ 16 辐射强度与频率之间主要表现 为负相关, 并有很 好的 线性关系, 说明 1133+ 16 的 射电 辐射 谱 为很 好的 幂 律谱. 在 | | > 3 区 间 内辐 射 强 度与 频 率之 间 的相 关 系 数 R> 0. 8, > 3 及 < - 3 区间内 其相关系 数为R> 0. 5, P < 0. 03. P SR 0329+ 54射电 辐射与频率之间主要表现为正相关关系, 在 4 > 说明该源的射电辐射不能很好地满足幂律关系. 关键词: 射电脉冲星; 累积脉冲轮廓; 相位分离谱 中图分类号: P 145. 6 文献标志码: A P < 20% , 说明该源的射电 辐射基本满足幂律关系; PSR 0834+ 06 各波段的 辐射强 度与频 率关系 在不同 相位处不 尽相同, 脉冲星( P ulsars) 是一种致密天体, 是中等 质量的恒星演化 到晚期经超新 星爆发后的遗 迹. 半径约 10 km, 质量约 1 个 M , 而活动星系核( AGNs) 的质量为( 106 ~ 109 ) M [ 1] . 脉冲星有极强的磁场, 并且自 转很快, 自转周期从 ms 到 s 的量级, 因而会在磁层中感应出极强的电场, 加速粒子产生各个波段的辐射. 自 1967 年脉冲星的脉冲信号首次被发现后直到现在, 世界各地天文台已陆续有 1 700 多颗脉冲星被发 现. 据估计, 在银河系中, 可能有多达 100 万颗脉冲星. 所有新发现的脉冲星的发射周期都以同样的方式运行, 每隔一特定周期就发射短噪声脉冲, 每颗脉冲星的发射周期都保持不变. 脉冲星是宇宙中的强射电源, 最早人 们就是从射电波段发现脉冲星的, 目前探测到的射电源包括类星体和 AGNs 多是非热辐射. 这些天体的非热 辐射有电子和离子发生碰撞的过程中产生的韧致辐射、 相对论性电子在磁场内回转时发生的同步加速辐射和 高温等离子体内出现不稳定时等离子体集合行为生成的等离子体波通过非线性效应而产生的等离子体辐射, 其表现形式有连续辐射和谱线辐射之分[ 2] , 脉冲星的射电辐射表现为非热辐射连续谱. 现今人们已经发现了多种类型的脉冲星, 第 1 类是靠自转动能损失提供辐射能量的脉冲星; 第 2 类是 辐射光度大于自转能损的脉冲星; 第 3 类是超新星遗迹中热辐射占主导的 X 射线脉冲星; 第 4 类是双星系 统中的吸积 X 射线脉冲星 . 脉冲星具有以下一些观测特性 : 发射很短周期性地脉冲辐射, 周期在 ms 到 s 的量级, 且周期有缓慢地变长现象, 脉冲辐射持续时间约为周期的百分之一到十分之几; 脉冲辐射多 呈单峰或双峰形状, 有的多达 5 个峰, 每个脉冲星的个别脉冲形状和强度是变化的, 但若干个脉冲累加得 到的*均! 脉冲轮廓 是稳定的, 且每个脉冲星有它特有的*均! 脉冲轮廓 . 脉冲辐射是高度的线偏振或椭 圆偏振, 偏振度和偏振矢量的方向在脉冲期间内通常是变化的. 在射电波段的频谱分布一般呈简单的幂律 * 收稿日期: 2010[ 3] [ 3] 05- 16 基金项目 : 湖南省! 十一五 重点建设学科 ### 光学基金资助 项目; 湖南省自然科学基金资助 项目( 10JJ 3020 ) ; 国家 自然 科学基金资助项目( 105 73 005; 10633 010) 作者简介 : 杨江河( 19 65 - ) , 男, 湖南临澧人, 湖南文理学院物理与电子科学学院教授, 主 要从事天体物理研究 . 52 吉首大学学报( 自然科学版) 第 31 卷 谱, 也有呈现为二段幂律谱合成的频谱. 有些脉冲星的个别脉冲会出现规则的向前或向后的漂移现象, 有 些脉冲星有时会呈现短缺脉冲现象. 已发现的脉冲星都是银河系内的天体, 其距离在 100~ 20 000 pc 之 间. 大多分布在银道面两旁, 有向银道面聚集的倾向. 在射电波段, 传统的描述不同相位谱差异的方法是做归一化的相对相位谱, 就是先将各波段的轮廓宽 度都设置为 1, 然后按照一定间隔将轮廓分成若干相位段; 再在各个相对相位段上拟合幂律谱指数, 所以 得到的是相对相位段的谱指数分布 . 显然, 对于脉冲轮廓宽度随频率变化的脉冲星, 这种方法会将不同 波段不同绝对相位段上的强度进行拟合, 即将磁层中不同辐射区的不同频率的辐射强度进行拟合, 得到的 是没有物理意义的谱. 脉冲时间序列按脉冲星周期折叠会得到稳定的累积脉冲轮廓, 它反映了脉冲星辐射窗口中稳定的* 均强度分布. 观测表明射电波段多频率的辐射强度通常遵从幂律谱分布. 许多脉冲星的射电累积轮廓形状 和宽



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