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新疆天文台磁星自转演化研究取得进展

更新时间:2018-04-12 18:06

  

  中国科学院新疆天文台脉冲星团组副研究员高志福等人通过对磁星的自转演化研究获得新突破,成果发表在国际期刊monthly notices of the royal astronomical society(MNRAS)(2016,456,55-65)上。

  脉冲星由于转动能损耗导致自转逐渐变慢,其转动遵循一个幂率形式,幂率指数被称为制动指数(n)。基于频繁的周期跃变和到达时间噪声,普通脉冲星在观测上很难保持恒定的制动指数。到目前为止,只有8颗年轻的射电脉冲星测出了稳定可靠的制动指数。磁偶极辐射模型预言制动指数 n=3,然而观测上测得的射电脉冲星制动指数都偏离这个标准值。

  磁星是一类靠磁场供能的脉冲星类天体。由于强时间噪声和暂现辐射,人们无法测出磁星的制动指数。研究人员利用磁星真实年龄和与之成协的超新星遗迹(SNRs)年龄相等的方法,估算出八颗磁星的平均制动指数的范围1 < n < 42,研究者在磁偶极辐射及星风制动的模型下对五颗具有较低制动指数(1< n < 3)的磁星进行了解释,在最新的磁热演化模型下对三颗具有较高制动指数(n > 3)的磁星进行了解释。考虑到SNRs膨胀的外壳和距离的不确定性,研究人员不但用理论模型提供了一个限制磁星制动指数最有效的方法,且研究成果有助于人们更深刻地了解磁星制动的普遍规律。

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  图1 八颗与SNR成协的磁星的制动指数。Timing 数据来源于“The McGill Magnetar Catalog”主表,其中星号*表示部分数据来源于“The McGill Magnetar Catalog”附表。

  

  图2 两种年龄比值与磁场的关系。竖线表示SNR年龄和脉冲星特征年龄相等。线左边的源由于具有较高的制动指数n > 3,特征年龄大于真实年龄,因此显得较“老”;线右边的源由于具有较低的制动指数1 < n < 3,特征年龄小于真实年龄,因此显得较“年轻”。

  

  图3 三颗磁星(1 < n < 3)的制动指数随时间的演化。

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