PSR J0002+6216 的计时和偏振研究

4/4/2025

astro-ph.HE - High Energy Astrophysical Phenomena

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Y. WEI

N. WANG

J. P. YUAN

J. M. YAO

M. Y. GE

S. J. DANG

D. ZHAO

F. F. KOU

P. LIU

J. T. BAI

1 新疆大学物理科学与技术学院，中国新疆乌鲁木齐 830046；2 中国科学院新疆天文台，中国新疆乌鲁木齐科学1街150号 830011；na.wang@xao.ac.cn, yaojumei@xao.ac.cn；3 中国科学院射电天文重点实验室，中国新疆乌鲁木齐 830011；4 新疆射电天体物理重点实验室，中国新疆乌鲁木齐科学1街150号 830011；5 中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室，中国北京 100049；6 贵州师范大学物理与电子科学学院，中国贵阳 550001；7 贵州省射电天文与数据处理重点实验室，贵州师范大学，中国贵阳 550001；8 厦门大学天文学系，中国福建厦门 361005

摘要

结合五百米口径球面射电望远镜（FAST）和费米大面积望远镜（Fermi-LAT）的数据进行的计时分析证实，PSR J0002+6216 不是一个超高速（超过 1000 km s⁻¹）脉冲星。通过此分析，我们确定 PSR J0002+6216 的总自行运动为 µtot = 39.05 ± 15.79 mas yr⁻¹，这与甚长基线干涉测量（VLBI）的测量结果在 0.24σ 内一致。此外，首次探测到两次脉冲星自转突变（glitch），分别发生在 MJD 58850(17) 和 MJD 60421(6)。第二次自转突变表现出指数恢复过程，其中 Q = 0.0090(3)，恢复时标 ta = 45(3) 天。此外，利用 FAST 的高灵敏度观测，我们首次测量了星际旋转量（RM）和自转轴的三维（3D）方向，并更新了 PSR J0002+6216 的色散量（DM）。目前，尚未检测到 RM 或 DM 的变化。通过将测量的 RM 与观测到的自转轴位置角相结合，我们确定脉冲星自转轴的内禀位置角为 ψo(intrinsic) = 89.9 ± 4.6 度。当我们将此与 VLBI 获得的自行运动位置角进行比较时，我们发现 PSR J0002+6216 的自转轴与速度矢量之间存在大约 23 度的偏差。目前，具有二维自转-速度角测量的脉冲星尚不能完全检验 Janka 等人（2022）的模型。然而，未来更高精度的观测数据将使我们能够进一步检验与脉冲星诞生相关的模型。

关键词

脉冲星：自行运动

自转突变

自转-速度

研究背景

领域

本研究聚焦于脉冲星天体物理学，特别是脉冲星 PSR J0002+6216 的自行、自转突变（glitch）和自旋-速度关系。

问题陈述

先前对 PSR J0002+6216 的自行测量在不同方法（计时与VLBI）间存在显著差异，且其自旋轴方向和与超新星遗迹 CTB 1 的确切关联尚不明确。

理论基础

研究建立在先前使用 Fermi-LAT 和 VLBI 对该脉冲星进行的观测，以及脉冲星自行测量、自旋-速度对齐理论和脉冲星自转突变现象研究的基础之上。

研究目标或问题

本研究旨在结合 FAST 和 Fermi-LAT 数据，精确测量 PSR J0002+6216 的自行，首次探测其自转突变，确定其三维自旋轴方向和自旋-速度角，并探究其与 CTB 1 的联系。

假设

研究旨在检验年轻脉冲星的自旋-速度对齐模型，并间接验证脉冲星的诞生机制。

研究意义

该研究的重要性在于解决现有观测矛盾，提供对年轻脉冲星物理特性（如自行、自转突变、自旋-速度关系）的深入理解，并为脉冲星形成和演化模型提供关键观测证据。