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中国科学院国家天文台研究员韩金林领导的王绶琯巡天突击队，利用“中国天眼”（FAST）成功探测并解析了一批脉冲星B2111+46磁层中零星雨滴般的微弱矮脉冲辐射，这种矮脉冲辐射族群是国际上其他射电望远镜难以观测的脉冲星辐射新形态，揭示了脉冲星辐射濒临熄灭时磁层结构基本不变的物理事实。8月18日，相关研究成果在《自然·天文》发表。
脉冲星旋转时一般会周期性地辐射出射电信号。然而，一些脉冲星经常会在某些周期中辐射完全熄灭，此现象被称为“脉冲消零”。其可能的物理原因包括磁层结构和辐射区的变化，脉冲星感应电势不足导致放电火花和正负电子对的级联过程不能发生，或其他磁层的一些区域产生等离子体淹没脉冲星的感应电场区域等。由于脉冲星辐射熄灭后完全没有辐射，磁层结构和物理特征很难被探测，因此“脉冲消零”产生的物理机制一直难以确定。
该团队在利用FAST进行脉冲星搜寻时，通过仔细处理数据发现，一颗已知脉冲星B2111+46在“脉冲消零”状态下，仍有零星暗弱且宽度很窄的脉冲，即矮脉冲。后续，团队针对该星进行了2小时的验证观测，获取了百余个矮脉冲，它们在脉冲强度和宽度的分布上与正常脉冲明显区隔，构成一个独立的辐射族群。基于FAST的超高灵敏度，科研团队对矮脉冲的精确偏振测量结果表明，与正常脉冲相比，矮脉冲辐射区域的磁层结构基本没有改变，但矮脉冲中更容易在高频波段流量变得很强。精细测量单粒子滴辐射的反转辐射谱，在过去的天文观测中相当罕见。
脉冲星B2111+46相对比较年老，已经位于脉冲星的“死亡谷”，科研人员分析，“脉冲消零”很可能是由于年老脉冲星感应电势和粒子加速能量不足，而引起的辐射不稳定。脉冲星正常脉冲是在稳定加速大量带电粒子、产生大量“雷暴”粒子滴所辐射出来的，而矮脉冲则是由这颗濒临死亡脉冲星在脆弱不稳定状态下形成的一个或少数几个粒子滴所产生的。
这种极弱辐射模式的新状态，只有用类似FAST的极灵敏望远镜才能探测到。该团队在其他几颗脉冲星的“脉冲消零”状态中，也检测到了少量矮脉冲。此次矮脉冲族群的发现，为研究脉冲星辐射难题研究打开了一个新窗口，对揭示脉冲星磁层物理及其极端等离子体环境具有重要的科学意义。
来源 北京日报客户端 |记者 刘苏雅
编辑 匡峰
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