关于脉冲星子脉冲漂移的研究

张申级

（西南大学物理科学与技术学院，重庆400700）

1 概述

天文学在最近兴起一场浪潮，物理学方面的诺贝尔奖归属者大多都颁给了天文学家，因此，对于天文学的研究引起了科学家们很大的重视，天体物理是天文学重要的一个研究领域，天体物理学中对脉冲星研究更加的热门，脉冲星是恒星演化最终的产物之一，它的特殊之处在于有非常高的自转速度，甚至有的会很接近光速，此外还有非常高密度，非常高磁场，这是在我们地球不可能出现的情况，对于一些理论的验证是非常值得去研究的。在天文学家bell 女士还没有发现脉冲星前，科学家们只是预测有中子星的存在，但是经历了多年的寻找都与成功擦肩而过，在一次偶然的机会中bell 发现了脉冲星，最终确定了脉冲星就是特殊的中子星，科学家们的预言得以成功的实现。由于脉冲星与我们距离和自身射电辐射强弱的原因，导致了我们在地球上所观察到的信号非常的弱，甚至有的信号我们用望远镜都不能识别单个周期的信号，根据信号的特点还需要进行多个周期的叠加才能够增加信号的强度，甚至有的需要成百上千个周期进行叠加，最终用斯托克斯参数（I、Q、U 和V）对观察数据的记录，通过对斯托克斯参量可以得到脉冲星线偏振、圆偏振，偏振位置角等物理量，通过对原始数据的一系列复杂的处理才能够得到清晰的轮廓，信号轮廓图是对脉冲星研究的重要部分，有了信号轮廓形状，可以大致的明白脉冲星的辐射的细节问题。

2 脉冲星子脉冲的辐射机制

脉冲星是中子星的一种特殊情况，之所以叫其为脉冲星，是因为脉冲星会周期性的辐射脉冲，就像脉搏会周期一样跳动一样，解释脉冲星非常著名的一种模型就是灯塔模型，辐射部分并不是整个星体都会辐射，只有在磁轴的两端才会有射电辐射，也并不是所有的脉冲星都会被我们观察的到，能观测到的脉冲星和我们地球在天体当中所处的特殊位置有关系，要辐射束经过我们地球才能够观察得到，在辐射的区域由于不同的辐射单元也会导致辐射的一个强弱不一样，[1]脉冲星自转一周是360°，在辐射束扫过我们视线时所经过的辐射区域是由外到内再由内到外，从而辐射在任意时刻辐射强弱基本不一样，但所得到的轮廓基本上也会满足对称的情况，如果没有经过核心的区域，也会得到相同的结论。正因为强弱不一样，如果相邻的区域相差太大，轮廓图就会突然的增加，又突然的下降，从而就形成了子脉冲，有多少个子脉冲我们就将其称之为有多少个峰，图1 中就是子脉冲形成的情况。

图1

图中是脉冲星辐射区域的一个截面图，是单峰、双峰、多峰形成的情况，图中可以看到脉冲星的辐射区域是由多个辐射单元组成的，有的辐射单元强，有的地方辐射较弱，从而形成了不同的强度。

3 脉冲星子脉冲漂移的模型

脉冲星的子脉冲会发生飘移是指脉冲星的轮廓图中的子脉冲在相邻的两个周期内会有向前或者向后移动，但这种移动非常的有规律，会在经历多个周期后又回到原来的位置，从漂移的现象我们不难想到，既然子脉冲会发生移动，那说明一定是辐射区域处的辐射单元在发射变化，这种有可能是自身在辐射是表现为有些时候是比较活跃、而有时候不活跃，但这种变化可以是周期性，因此我们发现其子脉冲在发生移动，而还有一种情况可能是辐射单元的辐射强弱并没有发生改变，而是辐射单元在周期性的移动，这样也会使得观察到的子脉冲在轮廓区域发生移动。最后经过研究确定为是第二种，这种会产生移动的原因认为是与脉冲星的辐射源的辐射单元有关联，这些辐射单元在其内部形成一个圆圈，这个圆圈就像旋转的木马一样会旋转，当我们不同时刻周期观察到的脉冲轮廓时，就会看到子脉冲在周期内移动。

4 脉冲星子脉冲漂移的分类

既然发现了脉冲星具有漂移的现象，那天的漂移部分到底是发生在什么地方啦！和它的辐射由哪些关联性，这就成为了我们非常值得去研究，有人将脉冲星具有子脉冲漂移的现象分为四类：相干相位调制漂移、切换相位调制漂移、低混合相位调制漂移和扩散相位调制漂移，这四类的分类主要是根据相位的变化进行分的类，现在脉冲星辐射区域公认为的模型是核+锥模型，那么脉冲星的子脉冲漂移的种类可以与其我们视线所扫过的位置相对应，如图所示2 所示，LSO1、LSO2、LSO3 指我们所观察的视线，认为相干相位调制漂移现象发生在观察视线LOS1处地方，是位于脉冲星辐射模型的外锥处，切换相位调制漂移现象发生在视线LOS2 处，是发生在内环处，低混合相位调制漂移现象发生在视线LOS3 处，是位于核的中心位置处，由于低混合相位调制漂移比较特殊，没有讨论其所在的位置，于是就将前面的三种情况进行讨论。

图2

5 脉冲星子脉冲漂移位置的验证

6 结论

表1