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中國天眼FAST新發現76顆暗弱的偶發脈沖星
最后更新: 2023-10-02 14:20:14中國科學院國家天文臺網站2日發布消息，近日，由中國科學院國家天文臺韓金林研究員領導的“王綬琯巡天突擊隊”利用中國天眼FAST在“銀道面脈沖星快照（GPPS）巡天”中新發現了76顆偶發脈沖星，包括目前人類已知脈沖星中最暗弱的一批天體，他們僅在少數旋轉周期中偶然輻射脈沖，國際上稱為“旋轉射電暫現源（RRAT）”。該團隊還利用FAST對國際上已知的59顆RRAT進行了高靈敏度的觀測，確認RRAT就是偶發脈沖星。相關研究成果于10月2日以封面論文形式發表于我國天文學國際學術期刊《天文和天體物理學研究（RAA）》上。
新發現的和已知旋轉射電暫現源RRAT與普通脈沖星相比，流量低約一個量級
早先發現的RRAT顯得非常特殊，不像大多數脈沖星那樣持續輻射脈沖，一般都是很多周期偶然發射一個脈沖，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鏡觀測數據中進行一個脈沖一個脈沖的檢測，檢測到幾個脈沖之后挖掘出公共周期。自2006年發現首個RRAT以來，全世界各地的射電望遠鏡總共已發現了160余顆RRAT。根據之前少數RRAT的研究，天文學家意識到他們應該是具有特殊性質的脈沖星，大約占脈沖星總數的5%。
國家天文臺的科研團隊利用自主開發的高效單脈沖搜尋程序，從FAST銀道面脈沖星快照巡天的數據系統性地搜尋單脈沖。他們發現了76顆新的暗弱的RRAT，并將他們分為四類：1）26顆尚未發現自轉周期的射電瞬變源；2）16顆已確定周期的標準RRAT；3）10顆長期沉默但短時間發射周期信號的極端消零脈沖星；4）24顆偶發強脈沖的極暗弱脈沖星。由單脈沖搜尋技術才能發現的偶發脈沖星大約占FAST巡天發現脈沖星總數的12%。FAST新發現的偶發脈沖星與正常脈沖星相比，輻射流量密度要低一個量級，最低的已經達到了亞微央量級。
為深入理解RRAT的物理性質，該團隊還利用FAST對59顆國際上通報的已知RRAT進行了觀測，他們發現：25顆RRAT在FAST觀測數據里表現為普通脈沖星，5顆是極端消零脈沖星，13顆為偶發強脈沖的暗弱脈沖星，5顆在FAST有限觀測時間內也僅僅檢測到幾個脈沖，另外11顆可能處于熄滅狀態使得FAST沒有檢測到信號。因為FAST的高靈敏度觀測，這59個RRAT沒有一顆表現為標準RRAT的特征。中國天眼還探測了這些偶發脈沖的偏振信號，發現他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的偶發強脈沖與正常輻射的極弱脈沖來自中子星磁層同一區域。
這項研究對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。高靈敏度的觀測是揭示這類天體物理特征的關鍵。
中國天眼新發現的偶發脈沖星（圖為其中3例）。 左：經典RRAT；中：極端消零脈沖星；右：偶發強脈沖的暗弱脈沖星
- 責任編輯: 范維
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