在银河系的狐狸座方向,一颗名为PSR B1937+21的宇宙"灯塔"正以每秒642转的惊人速度旋转,其发出的电磁脉冲堪比原子钟精准。近期,来自中国科学院新疆天文台脉冲星团组的博士研究生王振在导师袁建平和温志刚研究员的指导下,利用澳大利亚帕克斯64米射电望远镜(Murriyang)超宽带观测数据,揭示了这颗毫秒脉冲星主脉冲与中间脉冲偏振随频率变化的完整模式。
通过分析跨度为三年的观测数据,研究团队揭示了PSR B1937+21的辐射奥秘:主脉冲线性偏振度随频率升高而降低,中间脉冲却呈现相反趋势;两类脉冲的圆偏振度均随频率增强,主/中间脉冲强度比遵循0.52±0.02指数的幂律谱。这些发现发表于《天体物理学杂志》(ApJ, 2025, 987, 43),为极端物理环境下的辐射机制提供了关键证据。
作为1982年发现的首批毫秒脉冲星,PSR B1937+21具有1.558毫秒的超短周期,其磁场强度仅为普通脉冲星的万分之一。它吸积伴星物质和角动量,自转获得加速而到达毫秒级周期。研究采用704-4032MHz超宽带接收系统,整合三年数据将信噪比提升20倍,并通过流量测量、色散测量和法拉第旋转测量反演了星际介质特性。
该成果证实辐射高度随频率升高而降低(脉宽变窄),主/中间脉冲可能源于磁层不同区域,为“相对论性束流模型”提供观测依据。这些发现将推动中子星磁层物理和等离子体辐射机制研究,并为引力波探测提供更精准的计时参考。
文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/add728
毫秒脉冲星PSR B1937+21的偏振脉冲轮廓随频率的演化图