脉冲星PSR B2035+36的周期跃变和辐射模式变换研究获进展

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脉冲星有稳定的自转周期,其稳定性足以和原子钟媲美,有可能成为有实用价值的时间标准,脉冲星只是被称为“宇宙中最稳定的钟”。只是脉冲星发现不久便观测到脉冲星的自转有不稳定性,主要表现为两类:周期跃变(Glitch)和时间噪声(Timing noise)。

周期跃变是脉冲星自转周期的一个劲变化。通常表现为在脉冲星自转调快(自转周期逐渐增长)的过程中一个劲自转加快(自转周期一个劲变短),可能大多数周期跃变位于时没人观测到辐射特征的变化,只是跃变大大问题很可能是与中子星的结构特征变化有关。目前主要有另好几个 理论模型来解释脉冲星周期跃变的位于机制和跃变规律:星震模型和超流涡丝模型。

中国科学院新疆天文台脉冲星团组利用南山观测站25米射电望远镜对PSR B2035+36的到达时间观测数据分析发现,PSR B2035 +36在MJD 52950位于了一次比较小的跃变,只是跃变的自转调快率相对较大;不同寻常的是跃变后的自转调快率演化趋势与正常跃变的相反,愿因跃变后的平均自转调快率比跃变前增大了9.6%。更有趣的是辐射模式伴随跃变位于变化:跃变后脉冲轮廓变窄;且跃变后有两种生活稳定积分脉冲轮廓(辐射模式),脉冲星在这两种生活辐射模式间切换,且窄的脉冲轮廓主导趋势没人明显。

脉冲星的周期跃变一般认为是星体结构特征变化愿因的;辐射变化一般认为来自于星体结构磁层的起伏。PSR B2035+36的观测直接说明磁层的变化与周期跃变有关,也只是星体结构特征的变化有可能愿因结构磁层的起伏。研究人员通过星风制动模型探究脉冲星自转和辐射的关联、星体结构特征和结构磁层的关系,并探究结构磁层起伏的诱发因素。

相关成果发表在英国《皇家天文医学会 月刊》(MNRAS-L,478,L24)。

左图:PSR B2035+36 自转频率和自转调快率的变化(虚线为跃变时刻)。右图:PSR B2035+36 脉冲轮廓的半高全宽(W50)的分布。