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中国天眼FAST成功探测并解析脉冲星B2111+46磁层中零星雨滴般微弱矮脉冲辐射

编辑:生活网      来源:生活网      脉冲   辐射   粒子   探测   物理

2023-08-18 15:00:52 

北京时间8月18日,国际科学期刊《自然·天文学》发表了中国科学院国家天文台韩金林研究员带领的王守观巡天突击队的新成果。 团队利用中国天眼FAST成功探测并分析了一批脉冲星,B2111+46磁层中零星的雨滴状微弱短脉冲辐射是世界上其他射电望远镜难以观测到的一种新型脉冲星辐射。 它揭示了当脉冲星辐射濒临灭绝时,磁层结构不变的物理事实。

脉冲星通常在旋转时周期性地辐射无线电信号。 然而,一些脉冲星经常在某些时期完全消除其辐射,这种现象称为“脉冲归零”。 脉冲归零的可能物理原因包括: 磁层和辐射区域结构的变化; 脉冲星的感应电势不足,阻碍了放电火花与正负电子对的级联过程的发生; 另一个磁层某些区域的等离子体淹没了脉冲星的感应电场区域等。由于脉冲星辐射熄灭,根本没有辐射,磁层的结构和物理特性很难了解检测。 因此,“脉冲归零”的物理机制一直难以确定。

△FAST以超高灵敏度解构了脉冲星B2111+46各周期的辐射,其中第237个脉冲是特殊的短脉冲。

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在使用FAST搜寻脉冲星时,研究小组通过仔细处理数据发现,一颗已知的脉冲星B2111+46在“脉冲归零”状态下仍然存在零星的微弱窄脉冲。 称为矮脉冲。 随后,研究人员对这颗恒星进行了2小时的验证观测,获得了100多个短脉冲,这些短脉冲在脉冲强度和宽度的分布上与正常脉冲明显分开,形成了一个独立的辐射群。 FAST具有超高灵敏度,短脉冲的精确偏振测量结果表明,与正常脉冲相比,短脉冲辐射区域的磁层结构基本没有变化,但在短脉冲的高频段更容易变强。脉冲。 精细测量单粒子液滴辐射反演谱在过去的天文观测中相当罕见。

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△脉冲星B2111+46的矮脉冲在脉冲宽度和辐射能量上与正常脉冲明显分离,成为一种新的脉冲星辐射形式。

脉冲星B2111+46年龄较大,已经位于脉冲星的“死亡谷”生活网资讯,因此“脉冲归零”很可能是由于老脉冲星的感应势和粒子加速能量不足导致的辐射不稳定所致。 脉冲星的正常脉冲是由大量带电粒子的稳定加速辐射出来的,产生大量的“雷暴”粒子液滴,而矮脉冲是由一颗或几颗濒临死亡的脉冲星在脆弱而脆弱的环境中形成的。不稳定状态。 由颗粒液滴产生。

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研究小组还在其他几颗脉冲星的“脉冲归零”状态中检测到了少量矮脉冲。 这种极弱发射模式的新状态只能用像 FAST 这样极其灵敏的望远镜才能探测到。

矮脉冲群的发现为脉冲星辐射问题的研究打开了新的窗口,对于揭示脉冲星磁层物理及其极端等离子体环境具有重要的科学意义。

(总台央视记者 楚尔佳 帅俊全)

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