脈沖星雙星的制動指數(shù)研究.pdf

1、脈沖星高速旋轉(zhuǎn)的中子星，其極端的物理條件如高密度、高溫度、高磁場、高速旋轉(zhuǎn)等可以幫助我們了解致密星體的物理構(gòu)成。脈沖雙星系統(tǒng)的精確的到達時間測量，可以使我們檢驗廣義相對論和其它引力理論給出的不同預(yù)言。本論文圍繞脈沖雙星系統(tǒng)中脈沖星制動指數(shù)的異常展開。觀測數(shù)據(jù)顯示了脈沖雙星系統(tǒng)的制動指數(shù)遠大于單個脈沖星的指制動數(shù)。我們認(rèn)為脈沖雙星系統(tǒng)中多普勒殘余引起的時間殘差可以影響脈沖雙星的頻率一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)從而使得脈沖雙星的制動指數(shù)遠大于3。該研

2、究在脈沖星的理論和應(yīng)用研究方面具有重要意義。理解脈沖星的自轉(zhuǎn)減慢機制，可以使我們更加了解脈沖星到達時間殘差的起因。從而為利用脈沖星到達時間檢驗廣義相對論性預(yù)言的引力波、以及脈沖星導(dǎo)航等創(chuàng)造更加好的條件。論文分為六章。
　　第一章綜述了脈沖星及研究的基本問題，內(nèi)容包括脈沖星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，物態(tài)方程，質(zhì)量半徑關(guān)系。介紹了典型的脈沖星輻射區(qū)。
　　第二章對脈沖星制動指數(shù)進行介紹，對脈沖星的能量來源，自轉(zhuǎn)減慢進行探討。按經(jīng)典的磁偶極輻射

3、模型，脈沖星的制動指數(shù)應(yīng)該等于3。然而根據(jù)脈沖雙星的自轉(zhuǎn)頻率和自轉(zhuǎn)頻率的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)，得出的制動指數(shù)往往遠大于3。
　　第三章介紹脈沖雙星系統(tǒng)到達時間測量模型，對脈沖星到達時間處理軟件Tempo2進行介紹。觀測者接收到的脈沖星信號往往存在時間殘差。
　　第四章研究21顆脈沖雙星系統(tǒng)的制動指數(shù)。通過引入脈沖星在軌道運動中的多普勒殘余效應(yīng)對自轉(zhuǎn)頻率一階導(dǎo)數(shù)的貢獻，使得自轉(zhuǎn)頻率的一階導(dǎo)數(shù)減小，進而使得這些脈沖雙星的制動指數(shù)大

4、幅度減小。結(jié)果21顆脈沖雙星中的絕大部分脈沖星的制動指數(shù)從十的四、五次方等降到了3左右。并結(jié)合軌道－自旋耦合模型和伴星引起的測地進動軌道進動模型，對剩余的修正后的脈沖星制動指數(shù)進一步分析。
　　第五章是將多普勒殘余效應(yīng)移植到脈沖雙星到達時間處理軟件Tempo2。在多普勒效應(yīng)引起的自轉(zhuǎn)頻率一階導(dǎo)數(shù)的變化導(dǎo)致的時間殘差不被忽略的情況下，所得到的時間殘差和不考慮脈沖雙星系統(tǒng)中多普勒殘余效應(yīng)得到的時間殘差進行比較，在兩顆脈沖星的到達時間殘