论文部分内容阅读
本文研究了脉冲星的自转减慢机制和高速脉冲星的加速机制。随着观测水平的提高,目前已观测到1400多颗脉冲星,而且已经精确测定了5颗射电脉冲星的制动指数,这些进展使人们可以进一步研究脉冲星的自转减慢性质;近十年来,脉冲星自行的大量测定使我们获得了更多可用于统计的数据使自脉冲星被发现以来一直困扰人们的高速脉冲星问题得到了比较深入地研究。
脉冲星自转减慢的磁偶极辐射模型能够很好的描述大多数脉冲星的自转减慢性质,被广泛接受,但却有美中不足之处。如对于脉冲星数据统计的logP-logP图的拟和工作;得到的磁偶极场略偏离正态分布;近年来得以准确测定的五个脉冲星的制动指数n在1.4-2.91之间,低于磁偶极模型所预言的n=3,这些都使人们对磁偶极辐射模型应用的准确度重新进行审视,另外,反常X射线脉冲星(AXPs)和软γ射线重复爆发体(SGRs)的发现也使人们仔细考察脉冲星自转减慢机制并成为中子星研究的焦点之一。因此,本文中我们利用了Malov2001年在脉冲星自转减慢方面的统计工作,对1982年彭秋和等所提出的中子超流涡旋的中微子辐射自转减慢机制作了进一步的研究,发展了以前提出的自转减慢的混杂模型,新模型的参数从统计数据获得。初步结果表明该模型可以自然的解决制动指数疑难。另外,Chandra和XMM-Newton于2001年发现了来自孤立射电宁静X射线脉冲星1E1207.4-5209的吸收谱线,这是人们首次在孤立中子星上探测到此类谱线。我们应用混杂模型可以很好的避免磁偶极模型预言的高磁场(~3×1012G)与谱线解释为电子回旋吸收线时的低磁场(~1011G)之间的矛盾。
高速中子星的研究已经进行了三十多年,是中子星研究的重要未解决问题之一。随着观测数据的丰富,包含中子星诞生机制、自转减慢机制、银河系引力势、中子星磁衰减及考虑观测选择效应的统计并模拟工作已有若干,高速脉冲星的研究对中子星的起源、诞生情境、年龄确定和磁场演化等物理的研究产生了不少新的启示。在其加速机制方面人们提出了种种设想,按作用时段分natal和postnatal两类,但现有的模型为得到必要的加速往往对脉冲星的物理条件提出极强的限制而且一般并不能兼顾所有的观测特征。我们提出了中子超流涡旋的中微子火箭模型,此理论结果主要有如下三点:(1)脉冲星加速方向朝着星体自转角动量方向,可自然满足观测到的Vela和Crab脉冲星自转轴与空间运动速度共线的问题(2)该模型可以较容易的使少数(初始周期P0<0.7ms)中子星加速到1000kms-1以上(3)脉冲星的初始转动周期P0与脉冲星可被加速到的最大速度Vmax密切相关,P0越小,Vmax越大。
全文共分五部分,第一部分是中子星概述,其中简要叙述了与本论文相关领域的研究状况,可作引言;第二部分讨论了脉冲星的自转减慢的混杂模型及其在孤立射电宁静X射线脉冲星1E1207.4-5209的三条吸收线的解释问题上的应用;第三部分首先讨论了高速脉冲星的观测特征、统计模拟结果和加速机制,而后重点介绍了超流涡旋的中微子火箭模型;第四部分初步讨论了自转减慢的混杂模型和潮流涡旋中微子火箭模型两个模型自洽性的统计关联问题;最后一部分是未来展望。