脈沖星是中子星的一種，脈沖星是眾所周知非常穩(wěn)定的天體物理時(shí)鐘。脈沖星的脈沖非常規(guī)律，可用于測(cè)量它們的射電脈沖，促使了對(duì)愛因斯坦廣義相對(duì)論的一些最令人興奮的測(cè)試，并使科學(xué)家能夠研究中子星內(nèi)部極致密物質(zhì)的行為。

但就像地球上的普通時(shí)鐘一樣，脈沖星也不是完美的計(jì)時(shí)器，就像一只手表每年慢幾秒一樣，但脈沖星旋轉(zhuǎn)的確切速度似乎在一個(gè)月到數(shù)十年的時(shí)間尺度上隨機(jī)漂移了很小的量。

脈沖星也宇宙的時(shí)鐘，一小部分脈沖星自轉(zhuǎn)速度也被認(rèn)為是迅速加快的，即它們開始“滴答作響”的速度比平常略快。這些效應(yīng)被稱為“自旋噪聲”和“毛刺”，從脈沖星變成脈沖星，并可能揭示中子星是如何在數(shù)百萬年內(nèi)演化的；然而，這需要在許多年內(nèi)精確跟蹤數(shù)百個(gè)脈沖星自轉(zhuǎn)。多虧了過去十年的一系列升級(jí)，2015年慶祝50歲生日的Molonglo望遠(yuǎn)鏡可以每?jī)芍軐?duì)數(shù)百顆脈沖星進(jìn)行自旋跟蹤觀測(cè)。

這使得ARC引力波發(fā)現(xiàn)中心(OzGrav)的研究人員發(fā)現(xiàn)了三個(gè)新的毛刺事件，并測(cè)量了300顆脈沖星的自旋噪聲強(qiáng)度?，F(xiàn)在發(fā)表的一項(xiàng)由OzGrav博士生Marcus Low領(lǐng)導(dǎo)的研究中，研究人員研究了280顆最能代表正常脈沖星演化的脈沖星，并開發(fā)了一種類似于LIGO和Virgo探測(cè)引力波事件的統(tǒng)計(jì)方法。在CSIRO澳大利亞望遠(yuǎn)鏡國(guó)家設(shè)施座談會(huì)上公布的結(jié)果表明：

自旋噪聲似乎隨著脈沖星的年齡而減少，自旋噪聲強(qiáng)度、脈沖星自旋的速度和其自旋隨時(shí)間減慢的速度之間存在標(biāo)度關(guān)系。隨著觀測(cè)視脈沖星的時(shí)間越長(zhǎng)，自旋噪聲變得越明顯，也許能夠在未來對(duì)Molonglo數(shù)據(jù)集的重新分析中添加更多脈沖星。也可以將統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用于幾十年來一直跟蹤脈沖星自轉(zhuǎn)的望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)。更多脈沖星和更長(zhǎng)的數(shù)據(jù)集結(jié)合將改善研究目前的測(cè)量結(jié)果，并使研究人員能夠確定脈沖星中自旋噪聲的確切原因。

雖然脈沖星具有非凡的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，但大規(guī)模的計(jì)時(shí)研究顯示，脈沖星自轉(zhuǎn)至少有兩種不同類型的不規(guī)則性：紅色計(jì)時(shí)噪聲和毛刺。利用現(xiàn)代貝葉斯技術(shù)，研究了升級(jí)后的莫隆格羅天文臺(tái)綜合望遠(yuǎn)鏡(MOST)在1.0-4.8年期間觀測(cè)到的300顆明亮南天射電脈沖星的定時(shí)噪聲特性，重新分析了與之前報(bào)道的9個(gè)脈沖星故障相關(guān)的自旋和自旋下降變化，并發(fā)展了一個(gè)改進(jìn)的貝葉斯框架。

用于確定紅色噪聲強(qiáng)度如何隨脈沖星自旋頻率(ν)和自旋下降頻率(?ν·?)的變化而變化，并將其應(yīng)用于2 80顆非循環(huán)脈沖星的樣本。利用這種新方法和一個(gè)簡(jiǎn)單的冪律標(biāo)度關(guān)系，研究證明了紅噪聲強(qiáng)度在非循環(huán)脈沖星群體中的尺度為νa|ν·|b?。

這種方法可以很容易地適用于更復(fù)雜、由天體物理驅(qū)動(dòng)的紅色噪聲模型。重點(diǎn)研究了對(duì)雙中子星PSRJ0737?3039的計(jì)時(shí)，還發(fā)現(xiàn)了一顆明亮的射電脈沖星，該脈沖星最初是在第一次Molonglo脈沖星觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)。

博科園｜研究/來自：ARC引力波發(fā)現(xiàn)卓越中心

參考期刊《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》

DOI: 10.1093/mnras/staa615

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