中國(guó)天眼發(fā)現(xiàn)脈沖星輻射新形態(tài)——矮脈沖族群
(資料圖片僅供參考)
北京時(shí)間8月18日，國(guó)際科學(xué)期刊《自然·天文》發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)韓金林研究員領(lǐng)導(dǎo)的王綬琯巡天突擊隊(duì)的新成果，該團(tuán)隊(duì)利用中國(guó)天眼FAST成功探測(cè)并解析了一批脈沖星B2111+46磁層中零星雨滴般的微弱矮脈沖輻射，這種矮脈沖輻射族群是國(guó)際上其他射電望遠(yuǎn)鏡難以觀測(cè)的脈沖星輻射新形態(tài)，揭示了脈沖星輻射瀕臨熄滅時(shí)，其磁層結(jié)構(gòu)基本不變的物理事實(shí)。
脈沖星旋轉(zhuǎn)時(shí)一般會(huì)周期性地輻射出射電信號(hào)。然而，一些脈沖星經(jīng)常會(huì)在某些周期中輻射完全熄滅，此現(xiàn)象被稱為“脈沖消零”。脈沖消零的可能物理原因包括：磁層結(jié)構(gòu)和輻射區(qū)的變化；脈沖星感應(yīng)電勢(shì)不足導(dǎo)致放電火花和正負(fù)電子對(duì)的級(jí)聯(lián)過(guò)程不能發(fā)生；其他磁層一些區(qū)域產(chǎn)生了等離子體淹沒(méi)了脈沖星的感應(yīng)電場(chǎng)區(qū)域等。由于脈沖星輻射熄滅后，完全沒(méi)有輻射，磁層結(jié)構(gòu)和物理特征很難被探測(cè)，因此“脈沖消零”產(chǎn)生的物理機(jī)制一直難以確定。
△FAST以超高的靈敏度解構(gòu)脈沖星B2111+46每個(gè)周期的輻射，其中第237號(hào)脈沖是一個(gè)特別的矮脈沖。
該團(tuán)隊(duì)在利用FAST進(jìn)行脈沖星搜尋時(shí)通過(guò)仔細(xì)處理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)一顆已知脈沖星B2111+46在原本以為的“脈沖消零”狀態(tài)下仍然有零星暗弱且寬度很窄的脈沖，這樣的脈沖被命名為矮脈沖。之后科研人員針對(duì)這顆星進(jìn)行了2小時(shí)的驗(yàn)證觀測(cè)，獲取了一百多個(gè)矮脈沖，它們?cè)诿}沖強(qiáng)度和寬度的分布上與正常脈沖明顯區(qū)隔，構(gòu)成為一個(gè)獨(dú)立的輻射族群。FAST具有超高靈敏度，對(duì)矮脈沖的精確偏振測(cè)量結(jié)果表明，與正常脈沖相比，矮脈沖輻射區(qū)域的磁層結(jié)構(gòu)基本沒(méi)有改變，但矮脈沖中更容易在高頻波段流量變得很強(qiáng)。精細(xì)測(cè)量單粒子滴輻射的反轉(zhuǎn)輻射譜在過(guò)去的天文觀測(cè)中相當(dāng)罕見(jiàn)。
△脈沖星B2111+46的矮脈沖在脈沖寬度和輻射能量方面與正常脈沖明顯區(qū)隔，成為脈沖星輻射的新形態(tài)。
脈沖星B2111+46相對(duì)比較年老，已經(jīng)位于脈沖星的“死亡谷”，因此“脈沖消零”很可能是由于年老脈沖星感應(yīng)電勢(shì)和粒子加速能量不足引起的輻射不穩(wěn)定。脈沖星正常脈沖是在穩(wěn)定加速大量帶電粒子、產(chǎn)生大量“雷暴”粒子滴所輻射出來(lái)的，而矮脈沖則是由這顆瀕臨死亡的脈沖星在脆弱不穩(wěn)定狀態(tài)下形成的一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)粒子滴所產(chǎn)生的。
該團(tuán)隊(duì)也在其他幾顆脈沖星的“脈沖消零”狀態(tài)中檢測(cè)到了少量矮脈沖。這種極弱輻射模式的新?tīng)顟B(tài)，只有用類似FAST這種極靈敏的望遠(yuǎn)鏡才能被探測(cè)到。
此次矮脈沖族群的發(fā)現(xiàn)為研究脈沖星輻射難題研究打開(kāi)了一個(gè)新窗口，對(duì)揭示脈沖星磁層物理及其極端等離子體環(huán)境具有重要的科學(xué)意義。
（央視新聞客戶端 總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉）
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