快捷搜索:

您的位置:金莎娱乐 > 产品 > 新疆天文台磁星自转演化研究取得进展,中国科

新疆天文台磁星自转演化研究取得进展,中国科

发布时间:2019-10-09 08:44编辑:产品浏览(88)

    9月27日下午,应我校物理与材料科学学院邀请,中国科学院新疆天文台副研究员高志福在物理南楼二楼报告厅进行讲学。学院领导、相关专业教师、研究生和本科生百余人参加了报告会。

    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。

    近日,中国科学院新疆天文台脉冲星团组副研究员高志福及合作者在脉冲星的理论研究工作中,对高制动指数脉冲星PSR J1640-4631的自转演化和磁场演化进行了研究。相关研究成果发表在《天体物理学杂志》上。

    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》(金莎娱乐app,MNRAS 2018,476,3677)上。

    高志福以《走进宇宙灯塔---奇妙的脉冲星》为题,首先对脉冲星的辐射特性、内部物理及转动演化进行概述,然后介绍了脉冲星的探测手段、应用前景、研究成果,并对脉冲星未来的研究方向进行总结和展望。他介绍了脉冲星的知识,脉冲星是大质量恒星演化的晚期遗迹,产生于核塌缩的超新星爆发。自1967年第一颗脉冲星被发现以来,人类对脉冲星的观测和理论研究取得极大的进展,脉冲星已经成为当前天体物理领域一个重要的热点。脉冲星被认为宇宙中一种高速自转的中子星,它所释放的周期稳定的电磁辐射如同茫茫宇宙星海中灯塔上的探照灯。随着现代天文观测设备的更新和观测技术的提高,人们实现了对脉冲星从射电到Gamma波段的多波段观测。报告结束后,高志福与现场师生进行了互动,就大家提出的相关问题,给予了耐心细致的解答。

    脉冲星由于转动能损耗导致自转逐渐变慢,其转动遵循一个幂率形式,幂率指数被称为制动指数。基于频繁的周期跃变和到达时间噪声,普通脉冲星在观测上很难保持恒定的制动指数。到目前为止,只有8颗年轻的射电脉冲星测出了稳定可靠的制动指数。磁偶极辐射模型预言制动指数 n=3,然而观测上测得的射电脉冲星制动指数都偏离这个标准值。

    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。

    磁星一般被认为是具有极强表面偶极磁场的中子星,其表面磁场强度可达1014-1015高斯。磁星在X射线和伽马射线波段的辐射光度通常比其自转能损光度高几个数量级,因此一般认为磁星的辐射,尤其是高能辐射是由磁场衰减供能的。磁星的射电辐射在某些方面与普通脉冲星有较大差异,比如磁星的射电辐射是暂现的,射电辐射的流量密度和脉冲轮廓的形状随时间有明显的变化,射电辐射谱是平谱等。基于这些观测现象上的不同,有学者提出与高能辐射一样,磁星的射电辐射是由磁场衰减供能,而不是像普通脉冲星一样由自转供能。

    专家简介:

    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。

    该研究首次在国际上提出耦合的中子星磁场演化-自转演化模型,该耦合模型不仅可以解释高制动指数脉冲星,也普遍地适用于PSR J1734-3333等低制动指数脉冲星。

    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。

    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。

    文章链接

    论文链接

    文章链接

    (物理与材料科学学院 张浩兴)

    金莎娱乐app 1

    金莎娱乐app 2

    金莎娱乐app 3

    图1八颗与SNR成协的磁星的制动指数。Timing 数据来源于“The McGill Magnetar Catalog”主表,其中星号*表示部分数据来源于“The McGill Magnetar Catalog”附表。

    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

    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。

    金莎娱乐app 4

    图2两种年龄比值与磁场的关系。竖线表示SNR年龄和脉冲星特征年龄相等。线左边的源由于具有较高的制动指数n ” 3,特征年龄大于真实年龄,因此显得较“老”;线右边的源由于具有较低的制动指数1 “ n “ 3,特征年龄小于真实年龄,因此显得较“年轻”。

    金莎娱乐app 5

    图3三颗磁星(1 “ n “ 3)的制动指数随时间的演化。

    本文由金莎娱乐发布于产品,转载请注明出处:新疆天文台磁星自转演化研究取得进展,中国科

    关键词: