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,有可能性成为有实用价值的时间标准,脉冲星否则被称为“宇宙中最稳定的钟”。否则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直变化。通常表现为在脉冲星自转快一点 (自转周期逐渐增长)的过程中一直自转加快(自转周期一直变短),可能性大多数周期跃变存在时越来越 观测到辐射底部形态的变化,否则跃变现象报告 很可能性是与中子星的结构底部形态变化有关。目前主要有一一一六个理论模型来解释脉冲星周期跃变的存在机制和跃变规律: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 529200存在了一次比较小的跃变,否则跃变的自转快一点 率相对较大;不同寻常的是跃变后的自转快一点 率演化趋势与正常跃变的相反,意味 跃变后的平均自转快一点 率比跃变前增大了9.6%。更有趣的是辐射模式伴随跃变存在变化:跃变后脉冲轮廓变窄;且跃变后有某种稳定积分脉冲轮廓(辐射模式),脉冲星在这某种辐射模式间切换,且窄的脉冲轮廓主导趋势越来越 明显。

脉冲星的周期跃变一般认为是星体结构底部形态变化意味 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,也以后星体结构底部形态的变化有可能性意味 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、星体结构底部形态和结构磁层的关系,并探究结构磁层起伏的诱发因素。

相关成果发表在英国《皇家天文学精月刊》(MNRAS-L,478,L24)。

左图:PSR B2035+36 自转频率和自转快一点 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(W200)的分布。