基于Parkes观测数据的脉冲星RVM模型拟合及分析.pdf
目录
摘要III
ABSTRACTV
1.绪论2
1.1脉冲星的基本物理性质2
1.1.1观测特征2
单个脉冲2
偏振2
1.1.2平均脉冲轮廓3
核+锥模型4
核+双锥模型5
窗函数和源函数相乘的模型5
1.2磁极冠几何模型和辐射机理6
1.2.1磁极冠几何模型6
1.2.2辐射机理8
同步辐射9
曲率辐射9
逆康普顿散射模型10
极冠真空间隙模型11
1.3研究现状11
1.3.1Q参数研究现状11
1.3.2K参数及ρ-P关系研究13
2.数据选择和处理16
2.1数据选择16
2.2脉冲星射电辐射的线偏振位置角的RVM拟合16
2.2.1拟合方法16
2.2.2拟合过程17
2.2.3拟合方法验证26
3.Q参数的研究28
3.1Q参数28
3.2Q参数计算及分布28
3.3Q参数与平均脉冲轮廓30
3.4讨论35
4.K-P关系37
4.1K-P关系的研究37
4.2K参数的计算39
4.3K-P关系分布44
4.3.1K-P关系结果45
4.4ρ-P关系统计研究46
4.5磁倾角分布及估计磁倾角49
4.6讨论52
总结与展望53
参考文献55
附录60
致谢85
攻读硕士学位期间主要研究成果86
贵州师范大学学位论文原创性声明87
贵州师范大学学位论文使用授权书87
摘要
本文内容涉及在硕士阶段的研究工作,主要研究工作为通过对脉冲星磁倾角
α和磁轴与视线方向的夹角β值进行计算从而对脉冲星辐射锥的结构进行研究,
以及通过研究观测量K-P关系,对辐射区的锥结构进行分析并进一步研究ρ-P
关系。由于参量α和β不能直接由观测得到,因此我们通过磁极冠几何模型中的
几何关系和大量数据统计分析来确定。
本文根据磁极冠几何模型中的几何关系及参数限制对统计样本和拟合方法
进行选择。由于好的统计样本需要对观测量Δψ、Δϕ进行考虑,Δψ、Δϕ是与频
率有关的参量,因此在研究中选择频率相近的数据可以减少/避免由于频率带来
的影响,同时由于线偏振位置角变化曲线连续且呈现“S”型的脉冲星对于研究
辐射锥的结构更具代表意义,因此在本研究中选取了Johnston于2018年通过
Parkes射电望远镜观测的1400MHz的脉冲星数据,并从中得到125个符合要求
的脉冲星观测样本作为统计样本。在对α和β进行计算时,使用脉冲星旋转矢量
模型(RVM)对线偏振位置角数据进行最小二乘法拟合,未选取过去研究中增加
ρ-P关系式的方法进行拟合,选择对磁倾角进行限制,从0°-90°以0.1°为步
长的方式进行最小二乘法拟合,以解决在几何关系中的未知参数与参数方程数目
不等的问题,在拟合过程中加入卡方检验,对拟合的优度进行确定,从拟合得到
的900组结果中选择拟合优度好、拟合曲线与观测数据吻合得较好的一组作为该
脉冲星最终的拟合结果。
本文对吴鑫基等提出的表征视线扫过辐射锥位置的归一化参数Q进行研究。
本研究中通过分析样本数据发现,Q参数的分布在-1-0区域呈现均匀分布;在0-
1区域,0附近存在一个峰值,其余位置Q参数分布较为均匀,该分布表明此次
研究中选取的样本从辐射锥中心扫过的脉冲星更多,导致这种分布出现的原