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中国科学院新疆天文台射电天文研究室脉冲星组

文章作者:巴黎人-智能硬件 上传时间:2019-10-13

专家简介:

中国科学院新疆天文台脉冲星团组副研究员高志福等人通过对磁星的自转演化研究获得新突破,成果发表在国际期刊monthly notices of the royal astronomical societyMNRAS)(2016,456,55-65)上。

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中国科学院新疆天文台脉冲星团组副研究员闫文明利用澳大利亚Parkes64米射电望远镜的观测数据,研究了银河系中心磁星PSR J1745-2900的单脉冲性质,相关成果发表在英国《皇家天文学会月刊》(MNRAS 2018,476,3677)上。

天文学家预言,一颗大小与城市相当的恒星残骸,将在2018年初近距离遭遇银河系里最明亮的恒星之一,绽放出宇宙级别的高能焰火。科学家打算借助分布在世界各地的各类望远镜,从射电波段直到最高能级的伽马射线,全方位监测这场焰火表演。

(物理与材料科学学院 张浩兴)

磁星是一类靠磁场供能的脉冲星类天体。由于强时间噪声和暂现辐射,人们无法测出磁星的制动指数。研究人员利用磁星真实年龄和与之成协的超新星遗迹年龄相等的方法,估算出八颗磁星的平均制动指数的范围1 “ n “ 42,研究者在磁偶极辐射及星风制动的模型下对五颗具有较低制动指数(1“ n “ 3)的磁星进行了解释,在最新的磁热演化模型下对三颗具有较高制动指数(n ” 3)的磁星进行了解释。考虑到SNRs膨胀的外壳和距离的不确定性,研究人员不但用理论模型提供了一个限制磁星制动指数最有效的方法,且研究成果有助于人们更深刻地了解磁星制动的普遍规律。

脉冲星PSR J1640-4631是首颗在X-射线波段观测到高制动指数脉冲星,制动指数值n=3.15,与超新星遗迹成协,高光度的旋转动能损失提供脉冲星星风云的TeV量级的高能γ-ray辐射。研究人员结合磁偶极辐射和偶极磁场衰减模型解释PSR J1640-4631高值制动指数。通过引入平均旋转动能转换系数,即总的高能光子能量与总旋转能量损失的比值,结合脉冲星的观测与可靠的核物质状态方程,估算出这颗脉冲星的初始自转周期,P0~17-44毫秒,实际年龄t~2900-3100年,较高的制动指数归因于长期的偶极磁场衰变。经过~105-106年偶极磁场衰变,这颗脉冲星在P-Pdot图上最终走向死亡线。

两次观测中脉冲能量随时间的变化以及所对应的单脉冲序列图。此图说明了脉冲消零现象的存在。

另外的这颗恒星名为MT91 213,被归类为Be型恒星,质量是太阳的15倍,亮度则是太阳的10000倍。Be型恒星会吹出强劲的星风,并且被包裹在一个巨大的气体尘埃盘中。

高志福,中国科学院新疆天文台射电天文研究室脉冲星组副研究员,硕士生导师。主要从事射电脉冲星、磁星自转演化与辐射机制研究。1995年7月本科毕业于安徽师范大学物理系;2007年7月研究生毕业于新疆大学物理系,场论与粒子物理专业,获硕士学位;2012年7月毕业于中国科学院研究生院天体物理专业,获博士学位。博士期间在南京大学天文与空间学院长期学习和交流。获得“中国科学院院长奖”“中国科学院朱李月华优秀博士生奖”。博士毕业后就职于中国科学院新疆天文台。获得“2016年度中国科学院新疆天文台科研成果奖”“第十四届新疆自治区优秀论文奖”,参与“脉冲星转动不稳定性的观测与研究”项目,荣获“2017年度新疆维吾尔自治区科技进步一等奖”,主持和参与国家级自然科学基金多项,以骨干成员身份承担国家重大科学工QTT973项目。在ApJ、MNRAS、Ap&SS等主要国际天文刊物发表SCI论文20余篇,其中第一作者论文15篇。

图3三颗磁星(1 “ n “ 3)的制动指数随时间的演化。

偶极磁场衰变主导下的脉冲星PSR J1640−4631的长期自转演化。红色实线、绿色实线、黑色点线和蓝色实线分别表示初始自转周期P0=17,26,34和44毫秒。红色实心圆表示PSR J1640−4631的P和Pdot 的观测值

科研人员通过分析Parkes 64米射电望远镜的单脉冲观测数据,发现PSR J1745-2900展现出了普通脉冲星中才有的模式变换和脉冲消零现象。模式变换和脉冲消零现象在磁星中的发现,再结合磁星与普通脉冲星有相似的偏振性质,科研人员还推断磁星的射电辐射与普通脉冲星一样,也是由自转能所驱动的。另外,通过对平均脉冲轮廓的分析,此项研究工作将PSR J1745-290的稳定射电辐射态由原来的五个半月延长到近七个月。

天文学家已经做好准备,动用包括费米伽马射线空间天文台在内的多台望远镜,对2018年的这场宇宙焰火展开观测。视频来源:NASA

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