中國科學院國家天文臺18日向媒體發(fā)布消息說，利用被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)的巡天數(shù)據(jù)，該臺韓金林研究員領導的王綬琯巡天突擊隊最新研究解析發(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。
這種矮脈沖輻射族群是目前國際上其他射電望遠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其磁層結(jié)構(gòu)基本不變的物理事實。
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)境具有重要科學意義?！爸袊煅邸边@項重要發(fā)現(xiàn)的研究論文，北京時間8月18日在國際專業(yè)學術(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)時一般會周期性地輻射出射電信號。然而，一些脈沖星經(jīng)常會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、脈沖星感應電勢不足導致放電火花和正負電子對的級聯(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)生的物理機制一直難以確定。
本項研究中，王綬琯巡天突擊隊在利用“中國天眼”進行脈沖星搜尋時通過仔細處理數(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。該團隊之后針對該星進行2小時驗證觀測，獲取100多個矮脈沖，它們在脈沖強度和寬度的分布上與正常脈沖明顯區(qū)隔，構(gòu)成一個獨立的輻射族群。
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，精細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)下形成的一個或少數(shù)幾個粒子滴所產(chǎn)生。
據(jù)悉，王綬琯巡天突擊隊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”的極靈敏望遠鏡才能探測到。