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脉冲星流量密度变化和星际闪烁模型

作　者: 谭金玉
导　师: 周爱芝
学　校: 华中师范大学
专　业: 天体物理
关键词: 脉冲星星际折射式闪烁结构-散射流量密度-星际介质
分类号: P145.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 43次
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内容摘要

脉冲星星际闪烁的观测研究领域一直很活跃,原因可能主要是对脉冲星的研究具有实质性的意义。脉冲星平均脉冲轮廓的特点揭示了发生在中子星磁层中的辐射过程；长期流量密度的变化则证实了星际介质电子密度涨落谱和散射强度等特性。本论文第一章简单地介绍了脉冲星的一些背景知识。在第二章里主要概述了脉冲星星际闪烁方面的理论模型和最新进展。而在第三章详细讲述了由两种成分所构成的星际闪烁模型。由于脉冲星辐射流量存在长期变化的特性曾引起天文学家关注。早期人们认为这种流量变化是脉冲星本身的内禀变化,最近则比较倾向于认为是星际介质折射引起的闪烁现象。本论文重点讲述了对折射式闪烁的一种严谨的处理方法,这种折射式闪烁是在Kolmogorov密度谱形式下由两种成分的星际散射介质组成。假定这两种成分的星际散射介质是由薄屏星际介质和扩散星际介质组成。我们考虑到薄屏的散射集中在一个薄层上且以δ函数分布,而无规则扩散介质的密度满足高斯分布。我们研究并详细阐述了在散射分布里与这两种成分的星际介质几何学相对应的流量密度结构函数方程,并将结果与观测进行了比较。我们推断出对于观测到的流量密度变化由两种成分组成的星际散射的折射式闪烁确实比单个扩散介质模型能给出一个更满意的解释。折射式闪烁的起伏对沿着视线方向上的散射物质的分布非常敏感,结构函数的斜率对薄屏位置非常敏感而对薄屏介质的散射强度来说相对不敏感。本论文主要利用两种成分的星际散射介质模型,分别对脉冲星PSR B2111+46以及PSR B0136+57进行了流量密度的计算,并与观测结果进行了比较,结果表明这种介质是由嵌入在星际介质中等离子体湍流的非连续分布组成。脉冲星PSRB2111+46和PSR B0136+57用两种成分的星际散射介质模型来拟合,我们发现在沿视线方向上密度无规则的分布遵守Kolmogorov幂律谱的形式,从拟合结果来看与观测符合的很好,而且与S2000结论非常一致。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章脉冲星—宇宙的灯塔  10-18
  1.1 脉冲星的发现及命名  10-11
  1.2 脉冲星的特点和研究意义  11-12
  1.3 脉冲星的观测技术  12-15
  1.4 脉冲星辐射的特征  15-16
  1.5 脉冲星作为星际介质的探针  16-17
  1.6 本文的主要内容安排  17-18
第二章脉冲星星际闪烁的理论模型和观测特性  18-30
  2.1 脉冲星星际闪烁的观测受到的影响  18-21
  2.2 脉冲星星际闪烁的观测特性和分类  21-24
  2.3 脉冲星星际闪烁的模型  24-30
    2.3.1 薄屏散射模型  24-25
    2.3.2 厚屏散射模型  25-27
    2.3.3 星际闪烁Levy模型  27-30
第三章两种成分的星际闪烁模型  30-43
  3.1 引言  30-31
  3.2 脉冲星星际闪烁的主要进展  31-33
  3.3 脉冲星PSR B2111+47和PSR B0136+57流量密度结构函数的研究  33-41
  3.4 脉冲星PSR B2111+46和PSR B0136+57的拟合结果  41
  3.5 本章内容的结论和讨论  41-43
第四章总结与展望  43-45
附录A  45-48
附录B  48-49
参考文献  49-52
硕士期间发表的文章  52-53
致谢  53-54

脉冲星流量密度变化和星际闪烁模型

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