PSR B1237+25的强脉冲辐射特性的观测与研究

来源 :新疆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xushaowei20092009
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本论文主要内容包括与脉冲星单脉冲辐射特性方面的科研工作。脉冲星单脉冲的观测与研究之所以至关重要,是因为单脉冲能反映出脉冲星射电辐射的具体过程。与单脉冲辐射特性有关的研究工作可以帮我们深入理解脉冲星的辐射机制以及几何结构。本篇文章首先研究了探测到的强脉冲辐射到达时间残差的分布情况,从而确认了产生强脉冲的辐射机制。其次研究了强脉冲信噪比、脉冲宽度和峰值流量密度比的统计分布特性,这用来区分巨脉冲、强脉冲和正常脉冲的产生机制。最后研究探测到的强脉冲累计轮廓的形状和辐射区几何结构,这用来研究脉冲星辐射区几何和特征。研究PSR B1237+25的强脉冲辐射具有重要的科学意义。首先,强脉冲和巨脉冲的能量都很高,可以用小型射电望远镜对此进行单脉冲观测与研究。PSR B 1237+25存在脉冲缺失、模式变换、巨脉冲辐射等丰富的奇异现象,此源可作为研究各个现象之间关系的对象。这颗脉冲星的辐射成分比较多并且复杂,PSR B1237+25的辐射几何的研究有助于理解脉冲星几何结构相关的内容。本篇文章我们详细研究了脉冲星PSR B1237+25(另一个名称为PSR J1239+2453,正文中均取为PSR J1239+2453)的强脉冲辐射来探讨研究脉冲星辐射机制以及几何结构。本研究所用的数据来自乌鲁木齐南山25 m射电望远镜于2012年10月13号的单脉冲观测。该观测系统具有双通道制冷接收机,数据采样时间为0.5 ms。将近7个小时的数据共探测到了793个信噪比大于5并且峰值流量超过平均脉冲流量10倍以及以上的强脉冲。强脉冲到达时间分析显示出了到达时间残差的五条带分布,探测到的强脉冲分布在积分轮廓的所有辐射成分中。这使我们相信积分轮廓中5个辐射成分的基本辐射机制基本上没有区别。积分轮廓的所有辐射成分中都探测到了强脉冲,说明强脉冲跟平均脉冲可能来自脉冲星磁层的相同区域。平均脉冲轮廓中心成分处探测到的强脉冲辐射特性比较特殊,在此成分处探测到了宽度最宽、峰值流量密度最强的强爆发。我们算出了793个强脉冲辐射的信噪比、脉冲半高全宽和峰值流量密度比的统计分布,并且用高斯分布和对数正态分布来进行拟合。结果显示当满足一定条件时,强脉冲辐射的信噪比、脉冲半高全宽和峰值流量密度比的分布都可以用幂律曲线来进行拟合,幂律指数分别为-5.10、-4.93和-3.25。本次探测到的平均脉冲半高全宽是强脉冲半高全宽宽度的11倍左右。探测到的强脉冲峰值流量密度是平均脉冲峰值流量密度的10.2至82.5倍。强脉冲的结构展示出了5类单峰结构和4类双峰结构。脉冲星PSR J1239+2453跟脉冲星PSR J0034-0721、PSR J1115+5030、PSR J1752+2359、PSR J0659+1414、PSR J1136+1557和PSR J 0953+0755一样,属于光速圆柱处的磁场强度比较低,并且峰值流量密度比的幂律指数大于2的一类。除此之外,在1540 MHz频率下,我们首次发现PSR J1239+2453有新的、微弱的辐射成分。我们对脉冲星PSR J1239+2453的三层锥结构进行了详细研究发现PSR B1239+2453新发现的辐射成分非常地靠近核区,辐射区高度以300 km为步长逐步升高,中心锥成分和外锥成分可能来自极冠区相近的区域。
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