中國(guó)天眼FAST新發(fā)現(xiàn)76顆暗弱的偶發(fā)脈沖星

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近日，由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)韓金林研究員領(lǐng)導(dǎo)的“王綬琯巡天突擊隊(duì)”利用中國(guó)天眼FAST在“銀道面脈沖星快照（GPPS）巡天”中新發(fā)現(xiàn)了76顆偶發(fā)脈沖星。該團(tuán)隊(duì)還利用FAST對(duì)國(guó)際上已知的59顆RRAT（旋轉(zhuǎn)射電暫現(xiàn)源）進(jìn)行了高靈敏度的觀測(cè)，確認(rèn)RRAT就是偶發(fā)脈沖星。相關(guān)研究成果10月2日以封面論文形式發(fā)表于我國(guó)天文學(xué)國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《天文和天體物理學(xué)研究（RAA）》上。

△新發(fā)現(xiàn)的和已知旋轉(zhuǎn)射電暫現(xiàn)源RRAT與普通脈沖星相比，流量低約一個(gè)量級(jí)。

早先發(fā)現(xiàn)的RRAT顯得非常特殊，不像大多數(shù)脈沖星那樣持續(xù)輻射脈沖，一般都是很多周期偶然發(fā)射一個(gè)脈沖，因此很難在正常的脈沖星搜尋體系里捕捉到，需要從高靈敏度望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)數(shù)據(jù)中進(jìn)行一個(gè)脈沖一個(gè)脈沖的檢測(cè)，檢測(cè)到幾個(gè)脈沖之后挖掘出公共周期。自2006年發(fā)現(xiàn)首個(gè)RRAT以來(lái)，全世界各地的射電望遠(yuǎn)鏡總共已發(fā)現(xiàn)了160余顆RRAT。根據(jù)之前少數(shù)RRAT的研究，天文學(xué)家意識(shí)到它們應(yīng)該是具有特殊性質(zhì)的脈沖星，大約占脈沖星總數(shù)的5%。

國(guó)家天文臺(tái)的科研團(tuán)隊(duì)利用自主開發(fā)的高效單脈沖搜尋程序，從FAST銀道面脈沖星快照巡天的數(shù)據(jù)系統(tǒng)性地搜尋單脈沖。他們發(fā)現(xiàn)了76顆新的暗弱的RRAT，并將它們分為四類：（1）26顆尚未發(fā)現(xiàn)自轉(zhuǎn)周期的射電瞬變?cè)矗唬?）16顆已確定周期的標(biāo)準(zhǔn)RRAT；（3）10顆長(zhǎng)期沉默但短時(shí)間發(fā)射周期信號(hào)的極端消零脈沖星；（4）24顆偶發(fā)強(qiáng)脈沖的極暗弱脈沖星。由單脈沖搜尋技術(shù)才能發(fā)現(xiàn)的偶發(fā)脈沖星大約占FAST巡天發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的12%。FAST新發(fā)現(xiàn)的偶發(fā)脈沖星與正常脈沖星相比，輻射流量密度要低一個(gè)量級(jí)，最低的已經(jīng)達(dá)到了亞微央量級(jí)。

為深入理解RRAT的物理性質(zhì)，該團(tuán)隊(duì)還利用FAST對(duì)59顆國(guó)際上通報(bào)的已知RRAT進(jìn)行了觀測(cè)，他們發(fā)現(xiàn)：25顆RRAT在FAST觀測(cè)數(shù)據(jù)里表現(xiàn)為普通脈沖星，5顆是極端消零脈沖星，13顆為偶發(fā)強(qiáng)脈沖的暗弱脈沖星，5顆在FAST有限觀測(cè)時(shí)間內(nèi)也僅僅檢測(cè)到幾個(gè)脈沖，另外11顆可能處于熄滅狀態(tài)使得FAST沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)。因?yàn)镕AST的高靈敏度觀測(cè)，這59個(gè)RRAT沒(méi)有一顆表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)RRAT的特征。中國(guó)天眼還探測(cè)了這些偶發(fā)脈沖的偏振信號(hào)，發(fā)現(xiàn)它們的偏振位置角遵循平均脈沖輪廓的偏振位置角曲線，這表明RRAT的偶發(fā)強(qiáng)脈沖與正常輻射的極弱脈沖來(lái)自中子星磁層同一區(qū)域。

這項(xiàng)研究對(duì)于理解銀河系中恒星死亡后的致密殘骸及其輻射特征具有重要意義。高靈敏度的觀測(cè)是揭示這類天體物理特征的關(guān)鍵。

（總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉）