中新網(wǎng)北京8月18日電 (記者 孫自法)中國科學(xué)院國家天文臺(tái)18日向媒體發(fā)布消息說，利用被譽(yù)為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)的巡天數(shù)據(jù)，該臺(tái)韓金林研究員領(lǐng)導(dǎo)的王綬琯巡天突擊隊(duì)最新研究解析發(fā)現(xiàn)脈沖星輻射新形態(tài)“矮脈沖族群”，即在脈沖星B2111+46磁層中發(fā)現(xiàn)一批“零星雨滴般”的微弱矮脈沖輻射。

“中國天眼”巡天發(fā)現(xiàn)脈沖星輻射新形態(tài)“矮脈沖族群”研究成果的藝術(shù)想象圖。中國科學(xué)院國家天文臺(tái) 供圖

這種矮脈沖輻射族群是目前國際上其他射電望遠(yuǎn)鏡難以觀測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)。

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了一個(gè)新窗口，對揭示脈沖星磁層物理及其極端等離子體環(huán)境具有重要科學(xué)意義。“中國天眼”這項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)的研究論文，北京時(shí)間8月18日在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然·天文》發(fā)表。

論文通訊作者韓金林研究員介紹說，脈沖星旋轉(zhuǎn)時(shí)一般會(huì)周期性地輻射出射電信號。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”，其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)電勢不足導(dǎo)致放電火花和正負(fù)電子對的級聯(lián)過程不能發(fā)生或其他磁層一些區(qū)域產(chǎn)生等離子體淹沒脈沖星的感應(yīng)電場區(qū)域等。由于脈沖星輻射熄滅后，完全沒有輻射，磁層結(jié)構(gòu)和物理特征很難被探測，因此“脈沖消零”產(chǎn)生的物理機(jī)制一直難以確定。

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)。中國科學(xué)院國家天文臺(tái) 供圖

本項(xiàng)研究中，王綬琯巡天突擊隊(duì)在利用“中國天眼”進(jìn)行脈沖星搜尋時(shí)通過仔細(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。該團(tuán)隊(duì)之后針對該星進(jìn)行2小時(shí)驗(yàn)證觀測，獲取100多個(gè)矮脈沖，它們在脈沖強(qiáng)度和寬度的分布上與正常脈沖明顯區(qū)隔，構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的輻射族群。

基于“中國天眼”的超高靈敏度，其對矮脈沖的精確偏振測量結(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)測量單粒子滴輻射的反轉(zhuǎn)輻射譜在過去的天文觀測中相當(dāng)罕見。

韓金林指出，脈沖星B2111+46相對比較年老，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，而矮脈沖則是由這顆瀕臨死亡脈沖星在脆弱不穩(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。

據(jù)悉，王綬琯巡天突擊隊(duì)在其他幾顆脈沖星的“脈沖消零”狀態(tài)中也檢測到少量矮脈沖，這種極弱輻射模式的新狀態(tài)，只有通過類似“中國天眼”的極靈敏望遠(yuǎn)鏡才能探測到。(完)

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