论文部分内容阅读
脉冲星是中等质量的恒星演化到晚期经过超新星爆发后遗留下的致密天体,它磁场很强,在快速旋转时,能够发出周期性的脉冲信号。脉冲星的辐射是全波段的,本文主要关注的是脉冲星射电波段的谱特征。脉冲星的射电辐射谱整体上一般是简单的幂律谱,但脉冲星的累积脉冲形状和宽度通常随观测频率变化,显示出脉冲星不同相位上谱的差别。对此,以往的经验模型和研究方法,如核一锥模型、相对相位谱方法、高斯成分分离方法等并不能更加具体的描述和解释不同相位上的谱差别。本文将脉冲星高能辐射研究中的绝对相位分离谱方法应用到射电波段,尝试从与前人不同的,统一的相位分离谱的途径来解释脉冲轮廓形状变化和宽度变化,从而为理论上研究脉冲星磁层中不同区域辐射过程和物理条件的差异提供观测基础。
第一章简单介绍了脉冲星的研究历史,当今脉冲星研究的前沿课题,以及本课题的研究意义。第二章综述了射电脉冲星的观测特征及相关的经验模型和理论模型。
第三章采用绝对相位分离谱的方法,重点研究相位分离谱。从文献中选取了23颗相位校准质量较好的脉冲星,用幂律谱拟合各相位的相对强度,得到其相位分离谱,根据谱的形状,可以分成‘“A’”型,“M”型,V型以及前后不对称型等四种类型,相比传统方法,揭示了更丰富的谱的变化类型。同时,结合辐射机制以及磁偶极的几何模型对脉冲星辐射谱随相位变化的原因进行了初步的理论探讨。
第四章重点研究脉冲宽度和频率之间的关系,前人主要关注的是宽度随频率升高减小的一类,通常用经典的高度频率关系(RFM模型)来解释,其他情况研究较少。为了更加系统地研究二者的关系,我们从欧洲脉冲星轮廓数据库中(EPN)中搜集了有较高信噪比轮廓的200多颗脉冲星--这是目前同类研究中最大的样本,测量并统计了它们的脉冲宽度随频率的变化。结果显示样本中约35%的脉冲星宽度随频率显著减少,约52%变化很小或基本不变,13%有显著的增加趋势,这对传统的RFM模型提出了挑战。本论文从相位分离谱的角度对不同宽度变化类型给出了解释。