国家天文台发现两颗新毫秒脉冲星

内容来源：中国科技论文在线

脉冲星搜索是射电天文学中一个重要的基础前沿领域，催生了天文学中的很多革命性发现，比如毫秒脉冲星、系外行星、大质量中子星和快速射电暴等。中国科学院国家天文台博士研究生潘之辰及其导师李菂研究员，利用中科院高级访问学者、澳大利亚联邦科学工业研究组织科学家George Hobbs提供的Parkes望远镜长期监测数据，合作发展了频谱非相干叠加搜索方法，成功地在杜鹃座47球状星团找到了2颗新的毫秒脉冲星，命名为J0024-7204aa和J0024-7204ab。把杜鹃座47球状星团的已知脉冲星数目从23颗更新为25颗。这是国内工作的学者首次发表新射电脉冲星，已在英国皇家天文学会月刊MNRAS letter 发表（MNRAS 459, L26–L30）。国家天文台助理研究员王培为文章合作者之一。 

　　这一发现的关键在于综合多年累计的1100小时观测数据，将多次观测的时域信号做傅立叶变换，在频域将功率谱对齐累加，有效提高信噪比并有助于探测到更弱的脉冲星信号。其中J0024-7024aa的色散值为杜鹃座47中最大，且自转周期为1.84毫秒，为杜鹃座47中周期最短，在所有脉冲星中排在第12位。球状星团富含毫秒脉冲星和脉冲双星系统，为FAST重要观测目标。针对FAST早期漂移巡天中重复观测的特点，应用非相干叠加方法可提高FAST脉冲星探测能力。国家天文台星际介质团组研究人员也已经量化FAST扫描搜索球状星团脉冲星的能力及准备了相关处理软件，将另有专文详述。

　　为直观感受距离太阳系4kpc之远的杜鹃座球状星团脉冲星，研究人员将新发现脉冲星J0024-7204aa和J0024-7204ab的自转周期时间放慢了80倍，并将观测的脉冲星信号振幅转换为声音强度，完全用脉冲星的声音素材制作音乐。整段30秒音乐调整为C大调的4/4拍传统节奏，两颗新脉冲星J0024-7204aa和J0024-7204ab自转辐射的周期性脉冲声音贯穿始终，声音的时强时弱表现出脉冲星辐射流量的变化，用高音到低音的滑动模仿不同频率脉冲星辐射通过星系介质发生的色散时延，音乐中所有的打击乐和鼓声都来自此球状星团中其它已知脉冲星频率，再现射电望远镜观测的脉冲星J0024-7204aa和J0024-7204ab莹然于遥远杜鹃座47的万籁群星之境。音乐链接：http://ism.bao.ac.cn/resources/pulsar_music/（音乐制作人：梅园）。

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　　两颗新脉冲星的平均脉冲轮廓和位置分布。左图是12.5英寸光学望远镜积分90秒对杜鹃座47球状星团的成像，其中约包含1.7万颗恒星；右上为脉冲星J0024-7204aa和J0024-7204ab的平均脉冲轮廓和时间-相位关系，右下为计时观测的脉冲星位置分布示意图，蓝色标识已知脉冲星，红色标识两颗新脉冲星，其中J0024-7204aa的位置根据现有数据还不能完全确定。