脉冲星PSR J1906+0746射电辐射束的观测特征及其启示

利用公开数据研究了PSR J1906+0746的主脉冲和中间脉冲的辐射特征。通过对各段时期的平均脉冲轮廓进行高斯拟合,得到了对应的10%峰值脉冲宽度和峰值流量密度,进而研究了与碰撞角之间的关系。结果表明,主脉冲辐射束的主要可见部分可由一束有确定磁经度角范围的磁流管产生,而中间脉冲则来自于环绕磁轴的磁力线上的辐射。现有的扇形束模型可以较好地解释主脉冲的特征,但难以解释中间脉冲的辐射特征。中间脉冲的特征要求改进扇形束模型,在假设磁轴四周的磁力线均有辐射的情况下,通过合理选择模型参数模拟观测到的条形辐射束。     

毫秒脉冲星PSR J1022+1001轮廓稳定性的研究

脉冲星具有非常稳定的累积脉冲轮廓,特别是毫秒脉冲星.前人研究发现一些脉冲星的累积脉冲轮廓会呈现出不稳定性.研究了毫秒脉冲星PSR J1022+1001累积脉冲轮廓的稳定性问题,该脉冲轮廓有两个峰,发现其峰值比随时间有明显的变化.通过分析,认为该毫秒脉冲星累积脉冲轮廓的不稳定性主要是由于脉冲轮廓随观测频率变化,同时星际闪烁造成不同频率上流量密度变化.研究还发现,也有少部分累积脉冲轮廓的变化可能是脉冲星内禀或其他因素所引起的.     

Timing irregularities of PSR J1705–1906

Timing analysis of PSR J1705–1906 using data from Nanshan 25-m and Parkes 64-m radio telescopes, which span over fourteen years, shows that the pulsar exhibits significant proper motion, and rotation instability. We updated the astrometry parameters and the spin parameters of the pulsar. In order to minimize the effect of timing irregularities on measuring its position, we employ the Cholesky method to analyse the timing noise. We obtain the proper motion of \(-77(3)\) mas?yr^?1 in right ascension and \(-38(29)\) mas?yr^?1 in declination. The power spectrum of timing noise is analyzed for the first time, which gives the spectral exponent \(\alpha =-5.2\) for the power-law model indicating that the fluctuations in spin frequency and spin-down rate dominate the red noise. We detect two small glitches from this pulsar with fractional jump in spin frequency of \(\Delta \nu /\nu \sim 2.9 \times 10^{-10}\) around MJD 55199 and \(\Delta \nu /\nu \sim 2.7\times 10^{-10}\) around MJD 55953. Investigations of pulse profile at different time segments suggest no significant changes in the pulse profiles around the two glitches.     

模式变换脉冲星PSR J0614+2229的多波段辐射区研究

年轻脉冲星PSR J0614+2229是少数模式变换时发生相位偏移的脉冲星之一。利用帕克斯(Parkes)射电天文台的10 cm,20 cm和50 cm 3个波段的偏振观测数据,对每个波段爆发模式和正常模式的线偏振位置角用旋转矢量模型进行拟合,确定了其最大斜率点的相位差。进而利用广泛使用的确定辐射高度的相对论性方法,首次得到了模式变换时辐射高度的变化,发现正常模式的辐射位置高于爆发模式,高度差随着频率增加而扩大。根据两个模式累积脉冲窗口中心的相位差,可以推断两个模式的辐射区并不都关于磁轴-自转轴所在子午面对称。     

脉冲星与超新星遗迹成协的候选体

从所有已被提出和发现的230多颗超新星遗迹和1300多颗脉冲星中，总结出一个共50对脉冲星与超新星遗迹成协候选体的样本．其中至少20对因为环绕脉冲星的脉冲星风云已被探测到，其成协性应该是真实的。结合近来的观测结果，对导致这种成协对缺失现象的各种因素进行了讨论，尤其深入地讨论了这个样本中有代表性的3个很可能成协的脉冲星与超新星遗迹对。     

人工智能在脉冲星候选体筛选中的应用

脉冲星搜寻是对脉冲星、引力波,以及对快速射电暴(Fast Radio Burst,简称FRB)等暂现源进行研究的基础。搜寻不仅可以扩大脉冲星样本,还可以发现极端性质的致密星。这有助于研究致密天体状态方程、星际介质、脉冲星导航、引力波探测等课题。目前,射电望远镜的单次巡天就可以产生百万数量级的脉冲星候选体。面对这些海量数据,仅仅依赖人工识别筛选,已不能满足数据的时效需求,更不能实现数据的实时处理。机器学习、计算机视觉应用等人工智能技术自诞生以来,其理论和技术已日益发展成熟,并已成功运用到脉冲星候选体筛选等射电天文研究领域。首先将介绍现有脉冲星搜寻的人工智能方法,再统计和分析已有脉冲星候选体筛选方法的性能,最后对FAST脉冲星候选体筛选工作进行展望。     

脉冲星PSR B0329+54的多波段观测

给出1999年3月12日至6月8日,使用国家天文观测中心乌鲁木齐南山站25m射电望远镜在0．327GHZ,1．5GHZ,2．3GHZ,4．8GHZ和8．4GHZ频段,对脉冲星PSRB0329＋54进行的多波段观测结果．PSRB0329＋54的辐射呈幂律谱,并出现频谱转折现象,低频段谱指数为1．59,高频段为2．45,平均谱指数为1．72．五个频段上的平均脉冲轮廓的角宽度和二个弱成分峰值间的角宽度都随频率的增加而减小．     

大规模脉冲星候选体信号的无监督聚类分析研究

随着500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST)等大型射电望远镜的建设和使用,脉冲星巡天数据进入PB时代.为解决如此大量高速采样的标量数据挖掘问题,促进新天文现象的发现,提出一种基于无监督聚类的脉冲星候选体筛选方案.该方案采用基于密度层次、划分方法的混合聚类算法,结合MapReduce/Spark并行计算模型和基于滑动窗口的分组策略,进而提高大量候选体信号筛选的效率.通过在脉冲星数据集HTRU2 (High Time Resolution Universe)上的对比实验,结果表明该算法能取得较高的精确度和召回率,分别是0.946和0.905,并且当并行节点足够时,该算法的时间复杂度相比串行执行明显下降.可见,该方法为脉冲星观测大数据的分析挖掘提供一种可行思路.     

候选射电脉冲星的预测

对已知脉冲星大样本的统计和分析表明,绝大多数脉冲星的线偏振大于１０％,谱指数低于－１．比较了脉冲星和射电类星体及致密陡谱源的频谱和偏振特性的差别,以高线偏振、高谱指数、高银纬及在低频下较低流量等作为射电脉冲星候选者的判据,从新近释放的ＶＬＡ巡天和ＷＳＲＴ巡天结果中挑选出一个较粗的候选脉冲星样本．进一步考虑近期在部分天区中已作过高灵敏度的脉冲星巡天,所有落入这些天区内的候选源也都从本样本中排出．以候选源偏振度大小为序,给出了一个共４７颗候选源的子样本．     

候选射电脉冲星的预测

对已知脉冲星大样本的统计和分析表明,绝大多数脉冲星的线偏振大于１０％,谱指数低于－１,比较了脉冲星和射电类星体及致密陡谱源的频谱和偏振特性的差别,以高线偏振,高谐系数,高银纬及在低频下较低流量等作为射电脉冲星候选的判据,从新近释放的ＶＬＡ巡天和ＷＳＲＴ巡天结果中挑选出一个较粗的候选脉冲星样本。进一步考虑近期在部分天区中已作过高灵敏度的脉冲星巡天,所有落入这些天区内的候选源也都从本样本中排出,以候     

基于深层残差网络的脉冲星候选体分类方法研究

随着下一代射电天文望远镜的不断改进和发展,脉冲星巡天观测将发现数百万个脉冲星候选体,这给脉冲星的识别和新脉冲星的发现带来了巨大挑战,迅速发展的人工智能技术可用于脉冲星识别.使用Parkes望远镜的脉冲星数据集(The High Time Resolution Universe Survey,HTRUS),设计了一个14层深的残差网络(Residual Network,ResNet)进行脉冲星候选体分类.在HTRUS数据样本中,存在非脉冲星候选体(负样本)的数目远远大于脉冲星候选体(正样本)数目的样本非均衡问题,容易产生模型误判.通过使用过采样技术对训练集中的正样本进行数据增强,并调整正负样本的比例,解决了正负样本非均衡问题.训练过程中,使用5折交叉验证来调节超参数,最终构建出模型.测试结果表明,该模型能够取得较高的精确度(Precision)和召回率(Recall),分别为98%和100%,F1分数(F1-score)能够达到99%,每个样本检测完成只需要7 ms,为未来脉冲星大数据分析提供了一个可行的办法.     

脉冲星PSR 1951 32的γ辐射

对欧洲γ天文卫星COS-B数据的分析表明,从PSR 1951 32方向来的30—5000MeVγ光子到达时间具有显著的周期位相结构。我们用相关分析方法研究了该脉冲星附近天区γ光子强度的空间分布,求出100MeV和300MeV能量处脉冲星γ射线的积分流强:F(E>100MeV)=4.1×10~(-7)ph·cm~( 2)·s~(-1),F(E>300MeV)=8×10~(-8)·ph·cm~(-2)·s~(-1)。PSR1951 32方向的γ光子大部分为周期性成分,并且集中在一个相当窄的相位区域内。     

PSR J1012+5307: younger than it looks?

Lorimer et al. have recently reported that the spin-down age (∼7 × 10⁹ yr) of the low-mass binary pulsar PSR J1012+5307 is much higher than the cooling age (3 × 10⁸ yr) of its white dwarf companion. The proposed solutions for this discrepancy are outlined and discussed. In particular, the revised cooling age estimate proposed by Alberts et al. agrees with data from other low-mass binary pulsar systems if a transition to the 'classical' cooling regime occurs between ∼0.14 and ∼0.28 M_⊙. If this transition is excluded, PSR J1012+5307 seems to have finished its accretion phase far from the spin-up line.     

脉冲星PSR B0329＋54的多波段观测

给出１９９９年３月１２日至６月８日,使用国家天文观测中心乌鲁木齐南山站２５ｍ射电望远镜在０．３２７ＧＨｚ,１．５ＧＨｚ,２．３ＧＨｚ,４．８ＧＨｚ和８．４ＧＨｚ频段,对脉冲星ＰＳＲＢ０３２９＋５４进行的多波段观测结果,ＰＳＲＢ０３２９＋５４的辐射呈幂律谱,并出现频谱转折现象,低频段谱指数为１．５９,高频段为２．４５,平均谱指数为１．７２五个频段上的平均脉冲轮廓的角宽度和二个民分峰值间的角宽度都随频     

脉冲星PSR1951＋32的X射线脉冲辐射

脉冲星ＰＳＲ１９５１＋３２的Ｘ射线脉冲辐射程凌翔，李惕碚，孙学军，马宇蒨，吴枚（中国科学院高能物理研究所，北京１０００３９）主题词：脉冲星－Ｘ射线源１９８７年６月，用频率３８７ＭＨｚ的射电观测发现了脉冲星ＰＳＲ１９５１＋３２［１］，同年７月，在１８０...     

大质量中子星PSR J0348+0432原生星的组成与结构

在相对论平均场理论中考虑重子八重态,选取每重子熵S=1或S=2,集中研究讨论了熵效应对大质量中子星PSR J0348+0432原生星性质的影响.利用GL85核子耦合参数组计算了PSR J0348+0432的质量,将该参数组推广来计算每重子熵S=1或S=2时原生中子星的性质.结果发现原生中子星较零温中子星会有更多超子出现,且原生中子星的温度越往内部温度越高,超子的出现会降低内部温度.熵会增大大质量原生中子星的质量,这种增加效应超过超子出现减小大质量中子星质量的效应.熵会增加原生中子星的半径,即原生中子星的冷却是一个星体收缩的过程.     

黑洞候选体MAXI J1535-571爆发期间的时变现象

利用“慧眼”(Hard X-ray Modulation Telescope, Insight-HXMT)卫星在2017年9月对黑洞候选体MAXI J1535-571的观测数据,研究了该源在爆发期内的时变现象.当源处于不同的爆发谱态时,功率密度谱的谱型存在明显差异.在硬中间态,有明显的限带噪声(band-limited noise)成分和QPO (Quasi-Periodic Oscillation)成分.分析结果表明:低频限带噪声的特征频率随能量的变化呈现正相关,即软能段光子的特征频率小于硬能段光子的特征频率. 0.1–0.5 Hz频率区间的限带噪声RMS (Root Mean Square)谱在硬中间态和软中间态均出现峰值,且在高能端存在差异,可能是主导噪声RMS的能谱成分占比不同.当谱态由硬中间态过渡到软中间态时, C型QPO的RMS谱保持相似趋势,但限带噪声RMS谱存在谱态依赖现象,暗示着噪声和QPO有不同的起源机制.     

和PSR0355＋54相关联的脉冲星喷流存在的证据

从ＲＯＳＡＴ ＰＳＰＣ观测数据中我国发现了与ＰＳＲ０３５５＋５４相关联的脉冲星Ｘ射线喷流存在的证据。这是一个与脉冲星自行方向相反的长度为１２′的近似线性的辐射特征。假设喷流具有ＰＳＲ０３５５＋５４相同的距离和星际吸收,而其能谱是谱指数为－０．５的幂律谱,可导出喷流的光度为２．４８±０．８３×１０＾２４Ｊ／Ｓ。喷流中的平均磁场约为７．９×１０＾－９Ｔ,典型的电子能量为２．１×１０＾７ＭｅＶ。