脉冲星消零现象及脉冲星两极辐射束结构的研究
发布时间：2020-11-09 06:13
脉冲星的消零是一段时间内脉冲信号消失的现象。消零态可以被看作是脉冲星模式变换的一种极端形式,可能是辐射完全消失,也可能是辐射降低到极弱。对弱信号的观测依赖于望远镜的灵敏度,低于望远镜探测阈值的信号是观测不到的,但可以通过对信号的叠加来提高信号的信噪比。人们已经尝试对极少数脉冲星消零时段的信号窗口进行了长时间的叠加,发现个别脉冲星,如PSR B0826-34,其长时间消零时段的积分得到了 一个极弱的辐射模式。本文工作之一是对更多的脉冲星开展这方面的研究。通过搜索公开的Parkes天文台对消零脉冲星的子积分观测数据,筛选出PSR J1107-5907、PSR J1820-0509、PSR J1727-2739和PSR J1049-5833等4颗具有较多消零时段的脉冲星,从众多数据段中提取出接近小时量级的消零数据段并进行了叠加。结果未能找到明显的辐射结构,本文对消零模式潜在辐射给出了流量上限。脉冲星消零时长占总观测时长的比例称为脉冲星的消零百分比(NF)。NF是研究消零脉冲星常用的一个参数,表征了脉冲星的消零程度。但受观测时长和消零持续时长等因素的影响,同一颗消零脉冲星在不同的观测中会有可能得到相差较大的NF。本文第二个工作是要找到对NF的不确定度的评估方法,并对现有发表的脉冲星的NF的不确定度进行评估。考虑到已知的一些脉冲星的正常模式时间序列长度和消零模式时间序列长度的分布大部分都服从指数分布,本文以此为假设,通过对给定的NF和平均消零持续时长(或消零段数)的进行模拟,计算出了NF的不确定度与观测时间长度的关系,并以此对15颗能收集到消零段数信息的脉冲星的NF的不确定度进行了评估。本方法可以根据不确定度对观测得到的NF进行分级,对后续用分级的NF数据进行统计研究有应用价值。消零反映的是脉冲星磁层中同一磁极辐射状态可以有很大差别,那么两个相对的磁极辐射状态是否可能会有不同?由于对绝大部分脉冲星我们的视线只能看到辐射束的一维切片,对已发现的少量进动脉冲星大多也只能看到来自一极的局部二维辐射束结构,所以对此问题以前没有专门的实证研究,人们普遍接收两极辐射对称的假设。本文第三个工作是利用有中间脉冲的进动脉冲星PSR J1906+0746的历史偏振轮廓数据,修正了已发表文献中的错误,重构了脉冲星两极的二维辐射束结构。结果显示出该星两极的辐射束在宽度和强度上都有很大的差别,从而首次揭示了两极的辐射可以是不对称的。这对磁层动力学和辐射机制等理论研究有重要参考价值。综合上述消零和辐射束的研究结果,以及考虑其它类型的辐射状态的变化,能够看出辐射行为的差异不仅具有多样性,也可以存在于整个磁层。
【学位单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P145.6
【部分图文】：
Ｆｉｇｕｒｅ?３．６：?１５５颗消零脉冲星的周期Ｐ和ＮＦ分布图。数据来源ＡＴＮＦ数据库［６５】??星固有的。２，消零可能是宽波段的。３，消零百分比与年龄有关。因第二个问题，即消零的宽波段问题，对于消零的多波段同时观测很情况下，同步观测需要多台望远镜间相互共同合作实现，因此，这比较大。??ｔｅｔａｌ．?（２００７）对ＰＳＲＢ１１３３＋１６这颗星进行了频率从０．２４ＧＨｚ到４．８５ＧＨｚ、６１０ＭＨｚ、１４００ＭＨｚ和４８５０ＭＨｚ）的同步观测研宄，研宄消零象的本质作者把观测到的单脉冲序列分成长度大约为２００个列，序列中的ｏｎ单脉冲用１标志，ｎｕｌｌ单脉冲用０标志，得到只有０时间序列图，如图３．９。对子序列分析发现：１、消零的发生是宽分的消零在所有的四个波段都是同时发生的。２、然而有一小部—１５—??
妒垦?宦畚模崳姡停粒樱裕牛遥В樱牐裕龋牛樱桑樱崳?？高度差延迟（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ?ｅｆｆｅｃｔ）??如图５．９所示为极冠区附近辐射几何，可以看到，当辐射高度越高，辐射粒??子距离地球越近，到达的时间就越早。假设星体中心有一粒子要辐射到地球??上，则该粒子比在高度为ｒ的粒子要迟＝?ｒｃｏｓｄ?－?０）／ｃ秒到达地球。因此，??在〇和７＊２两个辐射高度之间的相对延迟量为Ａｆ１２?＝?△“?－?，则相对延迟相位??为△么＝?２７ＴＡ：ｉ１２／Ｐ。由于得到的是轮廓头部和尾部相对延迟相位，我们以轮廓头??部的相位为基准，假设高度差延迟只对尾部的辐射有影响。５．４和５．７式两边微分，??即可以得到假定的尾部辐射由于高度差延迟造成磁经度角的改变量。??ｎ??０??Ｆｉｇｕｒｅ?５．９：脉冲星极冠区的辖射几何??图５．１０展示了脉冲轮廓边界经过光行差修正和高度差延迟修正后的二维辐射束??结构。红点表示主脉冲边界点在磁极上的分布，玫红色的点表示中间脉冲边界点在??磁极上的分布。??５．４研允结果??从图５．１０可以看到，即便进行了光行差和高度差延迟效应的修正，ＰＳＲ??Ｊ１９０６＋０７４６两极辐射束仍是不对称的
【相似文献】
本文编号：2876018
【学位单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
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Ｆｉｇｕｒｅ?３．６：?１５５颗消零脉冲星的周期Ｐ和ＮＦ分布图。数据来源ＡＴＮＦ数据库［６５】??星固有的。２，消零可能是宽波段的。３，消零百分比与年龄有关。因第二个问题，即消零的宽波段问题，对于消零的多波段同时观测很情况下，同步观测需要多台望远镜间相互共同合作实现，因此，这比较大。??ｔｅｔａｌ．?（２００７）对ＰＳＲＢ１１３３＋１６这颗星进行了频率从０．２４ＧＨｚ到４．８５ＧＨｚ、６１０ＭＨｚ、１４００ＭＨｚ和４８５０ＭＨｚ）的同步观测研宄，研宄消零象的本质作者把观测到的单脉冲序列分成长度大约为２００个列，序列中的ｏｎ单脉冲用１标志，ｎｕｌｌ单脉冲用０标志，得到只有０时间序列图，如图３．９。对子序列分析发现：１、消零的发生是宽分的消零在所有的四个波段都是同时发生的。２、然而有一小部—１５—??
妒垦?宦畚模崳姡停粒樱裕牛遥В樱牐裕龋牛樱桑樱崳?？高度差延迟（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ?ｅｆｆｅｃｔ）??如图５．９所示为极冠区附近辐射几何，可以看到，当辐射高度越高，辐射粒??子距离地球越近，到达的时间就越早。假设星体中心有一粒子要辐射到地球??上，则该粒子比在高度为ｒ的粒子要迟＝?ｒｃｏｓｄ?－?０）／ｃ秒到达地球。因此，??在〇和７＊２两个辐射高度之间的相对延迟量为Ａｆ１２?＝?△“?－?，则相对延迟相位??为△么＝?２７ＴＡ：ｉ１２／Ｐ。由于得到的是轮廓头部和尾部相对延迟相位，我们以轮廓头??部的相位为基准，假设高度差延迟只对尾部的辐射有影响。５．４和５．７式两边微分，??即可以得到假定的尾部辐射由于高度差延迟造成磁经度角的改变量。??ｎ??０??Ｆｉｇｕｒｅ?５．９：脉冲星极冠区的辖射几何??图５．１０展示了脉冲轮廓边界经过光行差修正和高度差延迟修正后的二维辐射束??结构。红点表示主脉冲边界点在磁极上的分布，玫红色的点表示中间脉冲边界点在??磁极上的分布。??５．４研允结果??从图５．１０可以看到，即便进行了光行差和高度差延迟效应的修正，ＰＳＲ??Ｊ１９０６＋０７４６两极辐射束仍是不对称的
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1 黄秀健;脉冲星消零现象及脉冲星两极辐射束结构的研究[D];华中师范大学;2019年
本文编号：2876018
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