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《华中师范大学》 2019年
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脉冲星消零现象及脉冲星两极辐射束结构的研究

黄秀健  
【摘要】:脉冲星的消零是一段时间内脉冲信号消失的现象。消零态可以被看作是脉冲星模式变换的一种极端形式,可能是辐射完全消失,也可能是辐射降低到极弱。对弱信号的观测依赖于望远镜的灵敏度,低于望远镜探测阈值的信号是观测不到的,但可以通过对信号的叠加来提高信号的信噪比。人们已经尝试对极少数脉冲星消零时段的信号窗口进行了长时间的叠加,发现个别脉冲星,如PSR B0826-34,其长时间消零时段的积分得到了 一个极弱的辐射模式。本文工作之一是对更多的脉冲星开展这方面的研究。通过搜索公开的Parkes天文台对消零脉冲星的子积分观测数据,筛选出PSR J1107-5907、PSR J1820-0509、PSR J1727-2739和PSR J1049-5833等4颗具有较多消零时段的脉冲星,从众多数据段中提取出接近小时量级的消零数据段并进行了叠加。结果未能找到明显的辐射结构,本文对消零模式潜在辐射给出了流量上限。脉冲星消零时长占总观测时长的比例称为脉冲星的消零百分比(NF)。NF是研究消零脉冲星常用的一个参数,表征了脉冲星的消零程度。但受观测时长和消零持续时长等因素的影响,同一颗消零脉冲星在不同的观测中会有可能得到相差较大的NF。本文第二个工作是要找到对NF的不确定度的评估方法,并对现有发表的脉冲星的NF的不确定度进行评估。考虑到已知的一些脉冲星的正常模式时间序列长度和消零模式时间序列长度的分布大部分都服从指数分布,本文以此为假设,通过对给定的NF和平均消零持续时长(或消零段数)的进行模拟,计算出了NF的不确定度与观测时间长度的关系,并以此对15颗能收集到消零段数信息的脉冲星的NF的不确定度进行了评估。本方法可以根据不确定度对观测得到的NF进行分级,对后续用分级的NF数据进行统计研究有应用价值。消零反映的是脉冲星磁层中同一磁极辐射状态可以有很大差别,那么两个相对的磁极辐射状态是否可能会有不同?由于对绝大部分脉冲星我们的视线只能看到辐射束的一维切片,对已发现的少量进动脉冲星大多也只能看到来自一极的局部二维辐射束结构,所以对此问题以前没有专门的实证研究,人们普遍接收两极辐射对称的假设。本文第三个工作是利用有中间脉冲的进动脉冲星PSR J1906+0746的历史偏振轮廓数据,修正了已发表文献中的错误,重构了脉冲星两极的二维辐射束结构。结果显示出该星两极的辐射束在宽度和强度上都有很大的差别,从而首次揭示了两极的辐射可以是不对称的。这对磁层动力学和辐射机制等理论研究有重要参考价值。综合上述消零和辐射束的研究结果,以及考虑其它类型的辐射状态的变化,能够看出辐射行为的差异不仅具有多样性,也可以存在于整个磁层。
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:P145.6

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1 黄秀健;脉冲星消零现象及脉冲星两极辐射束结构的研究[D];华中师范大学;2019年
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