關于脈沖星子脈沖漂移的研究

張申級

（西南大學物理科學與技術學院，重慶400700）

1 概述

天文學在最近興起一場浪潮，物理學方面的諾貝爾獎歸屬者大多都頒給了天文學家，因此，對于天文學的研究引起了科學家們很大的重視，天體物理是天文學重要的一個研究領域，天體物理學中對脈沖星研究更加的熱門，脈沖星是恒星演化最終的產物之一，它的特殊之處在于有非常高的自轉速度，甚至有的會很接近光速，此外還有非常高密度，非常高磁場，這是在我們地球不可能出現(xiàn)的情況，對于一些理論的驗證是非常值得去研究的。在天文學家bell 女士還沒有發(fā)現(xiàn)脈沖星前，科學家們只是預測有中子星的存在，但是經(jīng)歷了多年的尋找都與成功擦肩而過，在一次偶然的機會中bell 發(fā)現(xiàn)了脈沖星，最終確定了脈沖星就是特殊的中子星，科學家們的預言得以成功的實現(xiàn)。由于脈沖星與我們距離和自身射電輻射強弱的原因，導致了我們在地球上所觀察到的信號非常的弱，甚至有的信號我們用望遠鏡都不能識別單個周期的信號，根據(jù)信號的特點還需要進行多個周期的疊加才能夠增加信號的強度，甚至有的需要成百上千個周期進行疊加，最終用斯托克斯參數(shù)（I、Q、U 和V）對觀察數(shù)據(jù)的記錄，通過對斯托克斯參量可以得到脈沖星線偏振、圓偏振，偏振位置角等物理量，通過對原始數(shù)據(jù)的一系列復雜的處理才能夠得到清晰的輪廓，信號輪廓圖是對脈沖星研究的重要部分，有了信號輪廓形狀，可以大致的明白脈沖星的輻射的細節(jié)問題。

2 脈沖星子脈沖的輻射機制

脈沖星是中子星的一種特殊情況，之所以叫其為脈沖星，是因為脈沖星會周期性的輻射脈沖，就像脈搏會周期一樣跳動一樣，解釋脈沖星非常著名的一種模型就是燈塔模型，輻射部分并不是整個星體都會輻射，只有在磁軸的兩端才會有射電輻射，也并不是所有的脈沖星都會被我們觀察的到，能觀測到的脈沖星和我們地球在天體當中所處的特殊位置有關系，要輻射束經(jīng)過我們地球才能夠觀察得到，在輻射的區(qū)域由于不同的輻射單元也會導致輻射的一個強弱不一樣，[1]脈沖星自轉一周是360°，在輻射束掃過我們視線時所經(jīng)過的輻射區(qū)域是由外到內再由內到外，從而輻射在任意時刻輻射強弱基本不一樣，但所得到的輪廓基本上也會滿足對稱的情況，如果沒有經(jīng)過核心的區(qū)域，也會得到相同的結論。正因為強弱不一樣，如果相鄰的區(qū)域相差太大，輪廓圖就會突然的增加，又突然的下降，從而就形成了子脈沖，有多少個子脈沖我們就將其稱之為有多少個峰，圖1 中就是子脈沖形成的情況。

圖1

圖中是脈沖星輻射區(qū)域的一個截面圖，是單峰、雙峰、多峰形成的情況，圖中可以看到脈沖星的輻射區(qū)域是由多個輻射單元組成的，有的輻射單元強，有的地方輻射較弱，從而形成了不同的強度。

3 脈沖星子脈沖漂移的模型

脈沖星的子脈沖會發(fā)生飄移是指脈沖星的輪廓圖中的子脈沖在相鄰的兩個周期內會有向前或者向后移動，但這種移動非常的有規(guī)律，會在經(jīng)歷多個周期后又回到原來的位置，從漂移的現(xiàn)象我們不難想到，既然子脈沖會發(fā)生移動，那說明一定是輻射區(qū)域處的輻射單元在發(fā)射變化，這種有可能是自身在輻射是表現(xiàn)為有些時候是比較活躍、而有時候不活躍，但這種變化可以是周期性，因此我們發(fā)現(xiàn)其子脈沖在發(fā)生移動，而還有一種情況可能是輻射單元的輻射強弱并沒有發(fā)生改變，而是輻射單元在周期性的移動，這樣也會使得觀察到的子脈沖在輪廓區(qū)域發(fā)生移動。最后經(jīng)過研究確定為是第二種，這種會產生移動的原因認為是與脈沖星的輻射源的輻射單元有關聯(lián)，這些輻射單元在其內部形成一個圓圈，這個圓圈就像旋轉的木馬一樣會旋轉，當我們不同時刻周期觀察到的脈沖輪廓時，就會看到子脈沖在周期內移動。

4 脈沖星子脈沖漂移的分類

既然發(fā)現(xiàn)了脈沖星具有漂移的現(xiàn)象，那天的漂移部分到底是發(fā)生在什么地方啦！和它的輻射由哪些關聯(lián)性，這就成為了我們非常值得去研究，有人將脈沖星具有子脈沖漂移的現(xiàn)象分為四類：相干相位調制漂移、切換相位調制漂移、低混合相位調制漂移和擴散相位調制漂移，這四類的分類主要是根據(jù)相位的變化進行分的類，現(xiàn)在脈沖星輻射區(qū)域公認為的模型是核+錐模型，那么脈沖星的子脈沖漂移的種類可以與其我們視線所掃過的位置相對應，如圖所示2 所示，LSO1、LSO2、LSO3 指我們所觀察的視線，認為相干相位調制漂移現(xiàn)象發(fā)生在觀察視線LOS1處地方，是位于脈沖星輻射模型的外錐處，切換相位調制漂移現(xiàn)象發(fā)生在視線LOS2 處，是發(fā)生在內環(huán)處，低混合相位調制漂移現(xiàn)象發(fā)生在視線LOS3 處，是位于核的中心位置處，由于低混合相位調制漂移比較特殊，沒有討論其所在的位置，于是就將前面的三種情況進行討論。

圖2

5 脈沖星子脈沖漂移位置的驗證

6 結論

表1