中国天眼发现脉冲星辐射新形态

• 2023-08-18 13:53:57 来源：科技日报

(资料图)

科技日报记者 陆成宽

贵州的那口“大锅”又有新发现。利用中国天眼（FAST），我国天文学家发现脉冲星辐射新形态——矮脉冲辐射，并揭示了脉冲星辐射濒临熄灭时其磁层结构基本不变的物理事实。更重要的是，这种脉冲星辐射形态是国际上其他射电望远镜难以观测的。相关研究成果8月18日在线发表于《自然·天文》杂志。

一般而言，脉冲星旋转时会周期性地辐射出射电信号。然而，在某些周期中，有些脉冲星的辐射会完全熄灭，这种现象被天文学家称为脉冲消零。“由于脉冲星辐射熄灭后，完全没有辐射，其磁层结构和物理特征很难被探测，因此脉冲消零产生的物理机制一直难以确定。”论文通讯作者、中国科学院国家天文台研究员韩金林坦言。

巧合的是，在利用FAST进行脉冲星搜寻时，研究团队在海量数据中发现了一颗非常特殊的脉冲星B2111+46。“我们原本以为这颗脉冲星已经脉冲消零，但仔细研究却发现它仍然有零星暗弱且宽度很窄的脉冲。我们称这样的脉冲为矮脉冲。”韩金林解释。

紧接着，研究团队又对这颗脉冲星进行了两个小时的验证观测，获取了一百多个矮脉冲。这些脉冲在脉冲强度和宽度的分布上与正常脉冲有明显的区别，它们构成为一个独立的辐射族群。同时，FAST对这些矮脉冲进行了精确的偏振测量。结果表明，与正常脉冲相比，矮脉冲辐射区域的磁层结构基本没有改变，但矮脉冲更容易在高频波段流量变得很强。

“脉冲星B2111+46相对比较年老，已经位于脉冲星的‘死亡谷’，因此脉冲消零的原因很可能是，年老脉冲星感应电势和粒子加速能量不足引起的辐射不稳定。”韩金林说，脉冲星正常脉冲是在稳定加速大量带电粒子、产生大量“雷暴”粒子滴所辐射出来的，而矮脉冲则是由这颗濒临死亡的脉冲星在脆弱不稳定状态下形成的一个或少数几个粒子滴所产生的。

研究团队还在其他几颗脉冲星的脉冲消零状态中也检测到了少量矮脉冲。这种极弱辐射模式的发现，为研究脉冲星辐射难题打开了一个新窗口，对揭示脉冲星磁层物理及其极端等离子体环境具有重要的科学意义。

（中国科学院国家天文台供图）

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