脉冲星物理-高峰培训资料.ppt

《脉冲星物理-高峰培训资料.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、脉冲星物理-高峰脉冲星发现简史1933年中子星在理论上被预言；1934年提出超新星爆发可产生中子星；1939年提出了中子星结构；1967年意大利天文学家帕西尼paper中指出“在蟹状星云中存在一个由中子组成的星，它每秒自转多次，有很强的磁场，磁偶极辐射给星云以能量”；1967年英国剑桥大学的休伊什教授和贝尔小姐意外发现射电脉冲星；—————————————————1933-1967(时间漫长的原因？)光学望远镜观测不到；偶然发现也是未知；射电望远镜：灵敏度不够（多数脉冲星流量密度<0.1Jy,典型大射电望远镜本身噪音100Jy）；时间常

2、数：小周期信号被大时间观测平滑掉；没有人猜测研究中子星的辐射特性及理论模型———————————————————————————————————————————————————（休伊什教授，贝尔小姐）安东尼·休伊什FRS（英语：AntonyHewish，1924年5月11日－，生于英格兰康沃尔郡福伊）是一位英国射电天文学家，与马丁·赖尔共同获得1974年诺贝尔物理奖，以表彰休伊什在射电合成孔径的发展与脉冲星被发现的参与，休伊什也是1969年英国皇家天文学会爱丁顿奖章的得奖者。1954y~星际闪烁的推测1964y~角径小于0.5~1角秒、

3、波长大于1米射电源可产生星际闪烁1965y~在蟹状星云得角径0.2角秒的致密成份.1965y~剑桥大学穆拉德射电天文台新建射电望远镜接收波长为3.7m,观测常数为0.1s.贝尔于1965年从格拉斯哥大学毕业获得科学学士学位，1969年于剑桥大学纽霍学院（后改名为默里·爱德华兹学院）获博士学位。在剑桥，她与休伊什等人共同建造[8]利用星际闪烁研究类星体的射电望远镜。在1967年7月，她在跟踪在天空中的星星的图表记录上发现了少许的“浮渣”。贝尔女士发现，脉冲信号非常规律的以约每秒一次的脉冲率跳动。这一脉冲的来源暂时被称为“小绿人1号”（Li

4、ttleGreenMan1，或LGM-1，现在被称为PSRB1919+21），几年后被确认为一个快速旋转的脉冲星。“我在这儿搞一项新的技术来拿博士学位，可一帮傻乎乎的小绿人却选择了我的天线和我的频率来同我们通讯”。1977年出版的一本由著名脉冲星专家撰写的“脉冲星”专著的第一页写道：“献给乔丝琳·贝尔博士，没有她的有洞察力的、坚持不断的努力，我们现在还可能没有从事脉冲星研究的这份快乐。”脉冲星的物理部分赫罗图（Hertzsprung-Russeldiagram，简写为H-Rdiagram）是丹麦天文学家赫茨普龙及由美国天文学家罗素分别于

5、1911年和1913年各自独立提出的。后来的研究发现，这张图是研究恒星演化的重要工具，因此把这样一张图以当时两位天文学家的名字来命名，称为赫罗图。赫罗图1.年青(引力为主)2.主序（平衡）主序后(辐射)3.老年：白矮星<1.44M中子星1.44-2M黑洞脉冲星的“赫罗图”毫秒脉冲星（P<20ms）200脉冲双星（双星中有一颗是脉冲星）130X-ray脉冲星80反常X-ray脉冲星12磁星~10^15~10^17G6在星团中发现的98银河系之外25双脉冲星1脉冲星“视觉盛宴”脉冲星物理参数1.中子星的质量：假定中子星半径为Ｒ,全部由中子组

6、成，共有Ａ个中子每个中子所占空间为：中子平均间距:中子的动量与中子距离应满足测不准关系：中子星稳定的条件是中子动能和引力能近似：中子的引力势能由一个中子受体积内所有中子作用决定：当中子的动能和引力能相等时，稳定态中子数如下脉冲星物理参数2.脉冲星的转动能损率脉冲星的快速自转动能为:假设脉冲星是一个均匀球体，自转轴通过球心，其转动惯量可转动能损率为3.磁偶极辐射模型和磁场的估计旋转周期为P的垂直磁矩为的磁偶极辐射功率为脉冲星物理参数磁偶极模型是假定偶极辐射功率等于自转能损率，故式中除了磁场外，都是常数和观测量，可计算磁场4.制动指数一般，

7、假定自转频率变慢的规律是角速度的幂律形式K为常数，n为制动指数，由磁偶极模型可给出脉冲星物理参数5.特征年龄脉冲星的自转变化遵从如下规律假定初期周期非常小，则积分后可得：脉冲星的观测特性－观测技术灵敏度问题射电望远镜观测脉冲星的灵敏度公式C为观测资料的信噪比；Tsys系统噪声温度；Tsky背景哭噪声温度；G天线增益；Np观测馈源的极化数；∆v接收系统的频带宽度；t_int观测时间；P脉冲周期；W脉冲等效宽度；－观测技术脉冲宽度W所受的影响：结论：距离、星际介质的电子密度和观测频率都会影响到脉冲星的观测灵敏度。－观测技术2.角分辨率脉冲

8、星观测分辨率要求并不高对灵敏度有较高的要求提高灵敏度的方法研制大型射电望远镜按周期折叠的方法提高灵敏度（折叠后－－－－平均脉冲的形状长期不变）－观测技术单个脉冲和按周期折叠(PSR0329+54)－观测技术