中新網北京8月18日電(記者 孫自法)中國科學院國家天文臺18日向媒體發布消息說,利用被譽為『中國天眼』的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)的巡天數據,該臺韓金林研究員領導的王綬琯巡天突擊隊最新研究解析發現脈衝星輻射新形態『矮脈衝族群』,即在脈衝星B2111+46磁層中發現一批『零星雨滴般』的微弱矮脈衝輻射。

這種矮脈衝輻射族群是目前國際上其他射電望遠鏡難以觀測的脈衝星輻射新形態,揭示了脈衝星輻射瀕臨熄滅時其磁層結構基本不變的物理事實。
此次『矮脈衝族群』的發現為研究脈衝星輻射難題研究打開了一個新窗口,對揭示脈衝星磁層物理及其極端等離子體環境具有重要科學意義。『中國天眼』這項重要發現的研究論文,北京時間8月18日在國際專業學術期刊《自然·天文》發表。
論文通訊作者韓金林研究員介紹說,脈衝星旋轉時一般會周期性地輻射出射電信號。然而,一些脈衝星經常會在某些周期中輻射完全熄滅,此現象被稱為『脈衝消零』,其可能物理原因包括磁層結構和輻射區的變化、脈衝星感應電勢不足導致放電火花和正負電子對的級聯過程不能發生或其他磁層一些區域產生等離子體淹沒脈衝星的感應電場區域等。由於脈衝星輻射熄滅後,完全沒有輻射,磁層結構和物理特征很難被探測,因此『脈衝消零』產生的物理機制一直難以確定。

本項研究中,王綬琯巡天突擊隊在利用『中國天眼』進行脈衝星搜尋時通過仔細處理數據發現,一顆已知脈衝星B2111+46在原本以為的『脈衝消零』狀態下仍然有零星暗弱且寬度很窄的脈衝,這樣的脈衝被命名為矮脈衝。該團隊之後針對該星進行2小時驗證觀測,獲取100多個矮脈衝,它們在脈衝強度和寬度的分布上與正常脈衝明顯區隔,構成一個獨立的輻射族群。
基於『中國天眼』的超高靈敏度,其對矮脈衝的精確偏振測量結果表明,與正常脈衝相比,矮脈衝輻射區域的磁層結構基本沒有改變,但矮脈衝中更容易在高頻波段流量變得很強,精細測量單粒子滴輻射的反轉輻射譜在過去的天文觀測中相當罕見。
韓金林指出,脈衝星B2111+46相對比較年老,已經位於脈衝星的『死亡谷』,因此『脈衝消零』很可能是由於年老脈衝星感應電勢和粒子加速能量不足引起的輻射不穩定。脈衝星正常脈衝是在穩定加速大量帶電粒子、產生大量『雷暴』粒子滴所輻射出來,而矮脈衝則是由這顆瀕臨死亡脈衝星在脆弱不穩定狀態下形成的一個或少數幾個粒子滴所產生。
據悉,王綬琯巡天突擊隊在其他幾顆脈衝星的『脈衝消零』狀態中也檢測到少量矮脈衝,這種極弱輻射模式的新狀態,只有通過類似『中國天眼』的極靈敏望遠鏡纔能探測到。(完)
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