Galactic Orbital Effects on Pulsar Timing
在目前被接受的范式中,暗物质被假设为在维里化轨道假设下的星系平坦旋转曲线的解释。使用毫秒脉冲星计时探测银河系的暗物质的内容进行了探讨,作为放松这一假设的一种手段。给出了一种利用频率导数$\dotν$推断银河系势的方法,并通过直接观测加速度给出了一条维里化的银河系自转曲线的估计。所用的数据集包括210个具有已知$\dotν$和天体测量特性的天体,其中一个子集还测量了$\ddotν$。在原则上,这使得运动学效应的探索,但在实践中,$\ddotν$值被发现是太不精确,目前充分约束径向速度的恒星。此外,表面磁场强度推断从$\dotν$和磁自旋下降贡献$\ddotν$估计。对于几个行星的径向速度是已知的,和运动学的贡献$\ddotν$相应地估计。PSR J1713+0747和其他双星的轨道周期也被用来约束银河系质量密度模型。
2021-03-29 astro-ph.GA
Pulsar Rotation Measures and Large-scale Magnetic Field Reversals in the Galactic Disk
本文给出了用Parkes64米射电望远镜和GreenBank100米射电望远镜观测到的477颗恒星的法拉第旋转测量结果。利用这些结果,以及以前的测量的恒星和河外源,我们分析了大规模的磁场在银河系的磁盘结构。在不同的距离,以及与旋转措施的背景无线电源超出磁盘的磁盘中的旋转措施的比较,揭示了大规模的反转的旋臂和臂间区域之间的磁场方向。我们发展了一个模型的磁盘磁场,它不仅可以重现这些逆转,但也观察到的背景源的旋转措施的分布。
2017-12-06 astro-ph.GA
A New Electron Density Model for Estimation of Pulsar and FRB Distances
本文提出了一个新的自由电子在银河系、麦哲伦云和星系际介质(IGM)中分布的模型,该模型可用于根据它们的色散测度(DM)估计到真实或模拟的射电星和快速射电暴(FRB)的距离。银河系模型有一个扩展的厚盘代表所谓的温暖的星际介质,一个薄盘代表银河系分子环,螺旋臂基于最近适合银河系HII地区,银河系中心盘和七个本地功能,包括口香糖星云,银河系环I和本地泡沫。太阳从银河平面的偏移和银河外盘的翘曲都包括在模型中。银河系模型的参数是通过拟合189个具有独立确定的距离和DM的恒星来确定的。麦哲伦云和IGM都使用了简单的模型。在189个独立测定的距离中,有86个在不确定范围内,另外38个在最近极限的20%以内。我们估计,95%的预测银河系脉冲星的距离将有一个相对误差小于0.9的一个因素。YMW16的预测结果与TC93和NE2001模式的预测结果进行了比较,表明YMW16在所有指标上都有明显的改善。由于星际散射的脉冲展宽的时间尺度估计(真实或模拟)银河系和麦哲伦星云的恒星和FRB。
2016-11-03 astro-ph.GA
The Galactic Millisecond Pulsar Population
在目前已知的2000多个主要在我们银河系圆盘中的射电双星样本中,毫秒双星现在几乎有200个。由于对银河系领域的盲目调查和对费米伽马射线源的有针对性的搜索取得了惊人的成功,十多年来第一次,银河系的毫秒彗星现在超过了球状星团中的同行!在本文中,我简要回顾了早期的研究结果的银河系毫秒脉冲星人口和提出新的限制的基础上发现的20厘米帕克斯多波束调查的60毫秒脉冲星的样本。我提出了一个简单的模型,人口包含$\sim 30,000$潜在的可观察到的毫秒彗星的光度函数,径向分布和规模的高度,符合所观察到的样本的对象。这项研究只是第一步,更全面地了解银河系中毫秒双星的母体,我最后提出了一些建议,供在这方面进一步研究。
2012-10-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Young Pulsars and the Galactic Center GeV Gamma-ray Excess
对费米数据的研究表明,银河系中心(GC)周围有过量的GeV伽马射线,这可能是由于暗物质。我们发现,年轻的伽马射线双星可以产生类似的信号。首先,高浓度的GC超新星自然会导致一群关于GC对称的被踢星。第二,当光谱较软的非常年轻的类星体位于银道面附近时,随着年龄的增长,光谱变硬的类星体会以更大的角度聚集。这种组合,包括未解决的前景光谱,跟踪的形态和光谱的过剩。
2015-04-09 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Challenges in Explaining the Galactic Center Gamma-Ray Excess with Millisecond Pulsars
毫秒级的超新星被认为是从银河系中心周围观测到的伽马射线过剩的可能来源。考虑到这一点,我们使用观测到的明亮的低质量X射线双星来估计内星系中毫秒双星的数量。这一计算表明,只有~1-5%的过剩是由毫秒级中子星产生的。我们还使用的光度函数来自本地测量的毫秒双星,随着费米解决的点源的数量,计算从这样的人口的漫发射的上限。虽然这个极限与低质量X射线双星的数量所暗示的毫秒脉冲星数量是一致的,但它强烈排除了大部分多余的脉冲星来自这类天体的可能性。
2016-02-26 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Young and Millisecond Pulsar GeV Gamma-ray Fluxes from the Galactic Center and Beyond
伽玛射线观测表明,类星体是将转动能量转换成GeV光子的有效转换器,确定它们对伽玛射线背景的贡献具有广泛的意义。我们从年轻(<~百万年)和毫秒(~Gyr)的银河系脉冲星种群的流量预测。我们发现,未解决的恒星可以产生一个显着的部分,多余的GeV伽马射线附近的银河系中心和逆康普顿通量的内部kpc的费米推断类似。我们比较年轻的脉冲星人口和毫秒脉冲星人口的伽马射线和射电观测的约束模型。总的来说,我们发现,年轻的彗星应该超过毫秒彗星作为不相关的伽马射线点源在这个地区。在银河系中心附近发现的年轻射电脉冲星的数量与我们的年轻脉冲星人口模型一致。在高纬度更深的射电观测可以限制来自星系内部的年轻和毫秒双星的总伽马射线发射。虽然这是朝着更好地理解银河系中的脉冲星、宇宙射线和寻找暗物质迈出的一步,但我们也讨论了一些有趣的谜题,这些谜题来自脉冲星发射和演化的基本物理学。
2016-01-25 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
On the Existence of Pulsars in the Vicinity of the Massive Black Hole in the Galactic Center
如果在银河系中心(GC)的大质量黑洞(MBH)附近存在并可被探测到的脉冲星,可能被用作探测中心MBH环境和度量的极好工具。最近在GC中发现的磁化脉冲星表明MBH附近应该存在更多的脉冲星。在本文中,我们估计的数量和轨道分布的脉冲星附近的MBH在GC假设的脉冲星的祖先,类似于GC的S-星,被捕获的轨道紧密绑定的MBH通过潮汐分裂的恒星双星。我们利用目前对GC S星和超高速星的观测,标定了双星的注入率和动力学模型。通过在模拟中考虑弛豫过程、超新星反冲和引力波辐射,我们估计目前可能有~97-190(9-14)颗半长轴<= 4000 AU(<= 1000 AU)的GC双星围绕中央MBH运行,这与目前观测对GC双星数量的限制是一致的。离MBH中心最近的脉冲星的半长轴和近心距离可能分别在~120- 460 AU和~2- 230 AU之间。未来的望远镜,如SKA,可能能够探测到相当数量的半长轴小于几千天文单位的类星体。长期监测这些污染物将有助于限制环境和中央MBH的度量。我们的首选模型还导致了大约10个超高速恒星以>~ 1500 km/s的速度远离银河系。
2014-02-11 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Gamma rays from Galactic pulsars
年轻的超新星和毫秒级超新星的伽马射线被认为是高纬度地区{ \it Fermi}大面积望远镜(LAT)观测到的弥散伽马射线辐射的一部分。我们推导出的贡献,通过使用无线电伽马射线的信息,我们发现,它们只解释了一小部分的各向同性扩散的伽马射线背景的historars未检测到的对应。
2014-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Pulsar Timing Perturbations from Galactic Gravitational Wave Bursts with Memory
脉冲星计时阵列(PTA)通过监测一组自旋稳定的毫秒级脉冲星来探测长波引力波。大多数理论分析假设相关的GW源比组成阵列的卫星离地球更远。与基于地面或太阳系的GW探测器不同,PTA很可能包含嵌入式GW源。我们从任何距离的源获得PTA响应,具体关注GW突发与记忆(BWMs)。我们认为超新星和紧凑的二进制合并作为潜在的银河系BWM源和评估的签名阵列与在球状星团或在银河系中心的恒星。了解PTA对附近BWM源的响应是研究其他更复杂的银河系源的一步。
2017-10-13 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The Galactic distribution of pulsar scattering and the $τ-{\rm DM}$ relation
本文利用公开脉冲星散射数据提出约化散射强度 $\ ildeτ$,识别本地与银河内侧两类族群,并测得内盘散射标高约0.28 kpc,解释 $τ$-DM 关系变陡。
2023-12-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploring the magnetic field structure of the Milky Way with pulsars in the SKA era
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);National Key Laboratory for Radio Astronomy(射电天文学国家重点实验室)
本文利用SKA时代的脉冲星观测,探索银河系磁场结构,通过提高脉冲星观测能力以更精确地研究银河系磁场分布。
2025-12-18 astro-ph.GA
A Pulsar-Based Map of Galactic Acceleration
该研究首次发布29颗双星脉冲星的视线加速度测量数据,通过局部加速度模型验证并发现银河系加速度梯度证据,测得局部盘密度为0.040太阳质量每立方秒差距,同时揭示数据中存在未知来源的未建模噪声。
2024-06-10 astro-ph.GA
Multi-epoch searches for relativistic binary pulsars and fast transients in the Galactic Centre
银河系中心周围中央秒差距的高恒星密度使其成为寻找相对论双星的有利环境。其中包括围绕其他中子星运行的双星、恒星质量黑洞或中心的超大质量黑洞人马座A*。在这里,我们提出了多历元脉冲星搜索的银河系中心在四个观测频率,(4.85,8.35,14.6 - 18.95)GHz,使用Effelsberg 100米射电望远镜。观测是在发现银河系中心磁星PSR J1745-2900的一年前和监测观测期间进行的。我们的数据分析的特点是加速搜索逐步缩短的时间序列,以保持相对论性的二元双星的灵敏度。多历元观测增加了发现瞬变或调零双星的可能性,或确保观测到加速度搜索方法最佳工作的轨道相位。在约147小时的单独观测中,没有发现以前未发现的彗星。通过校准观测,我们得出结论,这可能是由于不够的瞬时灵敏度,从银河系中心,其大的距离,并在较高的频率,陡峭的脉冲星光谱指数和大气的贡献,系统温度的聚合效应造成的强烈的连续辐射。此外,我们还发现,对于在人马座A* 周围~<800 d的宽圆轨道上的毫秒双星,使用现有的软件工具无法在深度观测(9 h)中校正线性加速度效应。用下一代射电望远镜--如MeerKat、ngVLA和SKA 1-mid --对银河系中心的脉冲星搜索将提高发现这一难以捉摸的种群的机会。
2021-08-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Thousand-Pulsar-Array programme on MeerKAT -- XVI. Mapping the Galactic magnetic field with pulsar observations
该研究利用MeerKAT千脉冲星阵列的最大单一来源脉冲星测量数据集绘制银河系磁场分量图,对比分析旋臂相关磁场理论,发现其双对称反对称结构及旋臂宇称变化,揭示银河系物质分布与磁场的复杂关系。
2025-04-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
AX J1749.1-2733 and AX J1749.2-2725 - the close pair of X-ray pulsars behind the Galactic Center: an optical identification
利用INTEGRAL、XMM-Newton和Chandra天文台的X射线观测资料,SOFI/NTT红外观测资料和RTT 150望远镜的光学观测资料,详细研究了位于银心方向的两颗微弱X射线星AX J1749.2-2725和AX J1749.1-2733。确定了两个源的X射线位置,其不确定度优于~1 arcsec,这使我们能够识别它们的红外对应物。从随后的红外和光学数据分析,我们得出结论,这两颗恒星的对应物可能是B 0-B3类的大质量恒星,位于银河系中心后面,距离12-20 kpc,根据类型,可能在银河系旋臂的更远的地方。此外,我们还研究了星系核球的消光规律,发现它与标准消光规律有很大的不同。
2010-09-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Populating The Milky Way: Characterising Planet Demographics by Combining Galaxy Formation Simulations and Planet Population Synthesis Models
本文结合 HESTIA 星系形成模拟与行星族群合成模型,研究银河系不同区域的行星出现率差异,发现薄盘中巨行星出现率远高于厚盘,而低质量类地行星在厚盘更丰富,揭示了恒星金属丰度对行星人口统计特征的关键影响。
2024-04-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Timing and scintillation of a young Galactic halo pulsar
Xinjiang Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院新疆天文台);School of Physical Science and Technology, Xinjiang University(新疆大学物理科学与技术学院);University of California, San Diego(加州大学圣地亚哥分校)
研究通过多台射电望远镜观测,首次测量PSR J1740+1000的自行并揭示其散射特性,表明其散射主要由脉冲星风 nebula主导。
2026-02-27 astro-ph.GA
Consistency Between the Luminosity Function of Resolved Millisecond Pulsars and the Galactic Center Excess
费米大天区望远镜的数据显示,从银河系中心和凸起的方向有过量的GeV伽马射线。对于这种过剩现象有几种解释,包括尚未解决的毫秒微扰星(MSP)和自湮灭的暗物质。有人声称,一个关键的判别或反对MSP的解释,可以从描述这个源人口的光度函数的属性提取。具体来说,是假定的MSP在银河系中心的光度函数与特征的解决MSP在银河系盘一致?为了研究这一点,我们已经使用了贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗评估的MSP光度函数的参数的后验分布,描述解决MSP和银河系中心过剩。与其他一些说法不同,我们的分析表明,在目前的不确定性,这两个数据集可以很好地拟合相同的光度函数。
2017-08-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Neutrino Imaging of the Galactic Centre and Millisecond Pulsar Population
本文提出利用银河系中心中微子成像来约束毫秒脉冲星族群数量,通过要求中微子与γ射线通量不超过观测值,得出银心20 pc内N_MSP < 10,000的保守上限,并可解释银心γ射线超出。
2023-09-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Implications for Galactic Electron Density Structure from Pulsar Sightlines Intersecting HII Regions
本文通过交叉匹配脉冲星与HII区星表,发现高DM和强散射脉冲星多位于HII区后方,HII区可贡献数十至数百 pc cm⁻³电子柱密度,对银河系及河外星系电子密度示踪研究具有重要意义。
2024-08-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
TeV Gamma Rays From Galactic Center Pulsars
HAWC和Milagro望远镜对附近的Geminga和B 0656 +14的测量显示,这些物体周围存在明亮的TeV发射晕。如果银河系中心附近的年轻和中年恒星将其能量的相似部分转化为TeV光子,那么这些来源可能会主导HESS和其他地面望远镜从银河系最里面的$\sim$ $10^2$秒差距观测到的辐射。特别是,这两个光谱的形状和角度范围的排放是一致的TeV晕人口的Escherosar,虽然报告的相关性,这种排放与分子气体的分布表明,扩散强子过程也必须作出贡献。这种辐射的总通量要求银河系中心附近每百万年约有100-1000颗中子星的诞生率,这与最近的估计非常一致。
2017-12-11 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Determining the Magnetic Field in the Galactic Plane from New Arecibo Pulsar Faraday Rotation Measurements
本研究提出一种考虑法拉第旋转点积特性、沿视线分段的几何校正逐旋臂分析方法,结合阿雷西博313颗脉冲星的法拉第旋转量数据,发现银道面上下磁场存在1σ以上差异,且本地/人马臂边界的磁场反转具有银纬依赖性。
2024-10-10 astro-ph.GA
Radio polarimetry of Galactic centre pulsars
为了研究银河系中心(GC)磁场的强度和结构,我们测量了朝向GC观测到的恒星射电辐射的法拉第旋转。其中三颗恒星拥有最大的自转测量值(RM),除了Sgr A*。它们的大色散测量,RM和这些恒星与GC中其他已知天体之间的大RM变化意味着恒星位于GC中,而不仅仅是在向GC的投影中看到的。这些卫星的大RM表明大的视线磁场分量在~ 16-33微高斯之间;结合最近对GC中磁场强度的模型预测,这意味着大尺度磁场相对于天空平面的倾角非常小(~ 12度)。像射电弧这样的前景天体,或者可能是分子云G0.11-0.11周围的烧蚀电离晕,都可能对其中两颗恒星的大RM做出贡献。如果这些天体位于射电弧或G0.11-0.11之后,那么这证明GC中一定存在长度>~ 100 pc的低散射走廊。这也表明,未来的敏感观测将能够检测到GC中的其他恒星。最后,我们表明,在我们最准确的电子密度模型的GC组件过度简化的GC结构。
2016-04-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Census of Pulsars in Possible Association with Galactic Open Clusters
School of Physics and Technology, Wuhan University(武汉大学物理科学与技术学院);Department of Physics, Faculty of Arts and Sciences, Beijing Normal University(北京师范大学文理学院物理系);Advanced Institute of Natural Sciences, Beijing Normal University(北京师范大学前沿科学中心);Institute for Gravitational Wave Astronomy, Henan Academy of Sciences(河南省科学院引力波天文研究院);Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台);Institute for Frontier in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University(北京师范大学天文与空间科学学院)
本文利用Gaia DR3对银河系疏散星团开展脉冲星普查,发现4颗脉冲星可能位于疏散星团内,其中双星脉冲星J1302−6350被确认属于UBC 525,并通过轨迹回溯识别出19颗可能诞生于疏散星团的脉冲星。
2025-11-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Discovery of four pulsars in a pilot survey at intermediate Galactic latitudes with FAST
本文报告了FAST在中银道纬度试点巡天中发现四颗脉冲星,其中两颗为毫秒脉冲星,两颗为轻度再循环脉冲星,并通过种群模拟预测未来巡天可发现数百颗新毫秒脉冲星。
2023-12-28 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Description and Application of the Surfing Effect
用于甚低频引力波探测的标准技术主要基于相对于定时模型在毫秒射电望远镜发射的无线电脉冲的到达时间的变化中搜索特定的空间相关性。这种空间相关性,在引力波背景的情况下,必须具有由海林斯和唐斯函数描述的形式,尚未被观察到。因此,尽管在许多毫秒级射电望远镜的时间残差中有许多共同的红噪声的暗示,与引力波背景的预期一致,但它的探测尚未实现。到目前为止,原因还不完全清楚,从最近的一些工作中,迫切需要采用新的检测技术,可能是标准技术的补充。当然,这一需求也适用于探测宇宙中超大质量黑洞双星发射的连续引力波。在后一种情况下,重要的信息可以,原则上,出现在一个脉冲星搜索连续的GW单独考虑的毫秒脉冲星。在这种情况下,可以利用冲浪效应,帮助选择最佳的搜索器来进行这种分析。本文旨在澄清冲浪效应何时发生,并详尽地描述它。最后分析了对超大质量黑洞候选双星PKS 2131-021和毫秒脉冲星J2145-0750的可能应用。
2022-12-10 astro-ph.GA
Analyzing the Galactic pulsar distribution with machine learning
我们探索通过机器学习推断银河系中子星种群属性的可能性。特别是,在本文中,我们专注于他们的动力学特性,并表明,人工神经网络是能够估计高精度的参数,控制当前的位置的一个模拟人口的mockpopulationsofmartars。为了这个目的,我们实现了一个简化的人口合成框架(选择偏差在这个阶段被忽略),并集中在出生踢速度分布和出生距离银河平面的分布。通过改变这些并及时发展脉冲星轨迹,我们生成了一系列用于训练和验证适当结构的卷积神经网络的模拟。我们证明,我们的网络是能够恢复的参数,约$10^{-2}$的平均相对误差的踢速度和银河系的高度分布。我们讨论了我们的理想化的方法的局限性,并研究了一个玩具问题,引入选择效应的现象学的方式,将观察到的自行216孤立的行星。我们的分析强调,将具有精确自行测量的中子星样本增加$\sim$ 10倍,这是平方公里阵列未来的突破之一,我们可能成功地通过机器学习以高精度约束银河系中中子星的出生空间和反冲速度分布。
2021-06-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
A measurement of the Galactic plane mass density from binary pulsar accelerations
我们使用编译的高精度脉冲星定时测量直接测量相对于太阳系重心的双星的银河系加速度。给定垂直加速度,我们使用泊松方程推导奥尔特极限,即,银河系中平面的总体积质量密度。我们的最佳拟合模型给出了$0.08^{0.05}_{-0.02} M_{\odot}/\rm pc^{3}$的Oort极限,这接近于最近Jeans分析的估计。考虑到McKee等人(2015)对重子预算的解释,我们得到了局部暗物质密度$-0.004^{0.05}_{-0.02}~M_{\odot}/\rm pc^{3}$,这略低于其他现代估计,但与我们方法的当前不确定性一致。虽然奥尔特极限(和其他银河系参数)的第一次测量的误差条目前比运动学估计大几倍,但它们应该在未来得到改善。我们还限制扁率的潜力,发现它与预期的磁盘和不一致的潜在主导的球形晕,这是适当的,我们的样本是在一个$\sim$千秒差距的太阳。我们发现,旋转曲线的斜率不受当前测量的脉冲双星加速度。给出了垂直加速度$a_{z}$的拟合函数:$a_{z} = -α_{1}z$ ; $\log_{10} (α_{1}/{\rm Gyr}^{-2})=3.69^{0.19}_{-0.12}$ .通过分析银河系的相互作用模拟,我们发现,大的不对称变化的$da_{z}/dz$作为垂直高度的函数可能是一个签名的子结构。最后,我们讨论的权力相结合的约束,从脉冲星定时和高精度径向速度(…
2021-01-02 astro-ph.GA
The effect of kick velocities on the spatial distribution of millisecond pulsars and implications for the Galactic center excess
最近,人们发现,银河系中心过剩(GCE)与银河系核球中的恒星分布在空间上是相关的。这给了GCE的未解决的毫秒双星(MSP)解释的额外动机。然而,在“再循环”通道中,中子星是由一颗核心坍缩的超新星形成的,由于爆炸的不对称性,超新星经历了一次随机的“踢”。这将意味着平滑MSP的空间分布。我们使用N体模拟来模拟MSP空间分布的变化。我们估计的概率分布的出生踢速度使用解决伽马射线MSP自行,其中MSP有随机速度相对于圆周运动的尺度参数为77+/-6公里/秒。我们发现,由于出生踢,有一个大约10%的增加,在每个凸起MSP空间分布尺寸和凸起MSP分布变得不那么四四方方的,但仍然是远离球形。
2021-10-08 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A High-Frequency Search for Pulsars Within the Central Parsec of SgrA*
我们报告的结果,从深高频搜索的中央秒差距内的Sgr A* 使用绿岸望远镜。选择15千兆赫的观测频率是为了最大限度地探测到接近Sgr A* 的正常脉冲星(即周期为$\sim 500$ \,ms,光谱指数为$\sim -1.7$),这可能被用作强场区域的重力探测器;这是迄今为止用于银河系中心脉冲星搜索的最高频率。在调查中没有检测到令人信服的候选者,在两次单独的观察中达到了$\sim 10 μ$ Jy的$10σ$检测阈值。这次调查比以前在银河系中心搜索恒星有了显著的改进,如果它们具有与已知种群相似的特性,那么在Sgr A* 周围的恒星中会发现相当大一部分(\gtrsim 5%)。利用我们目前对银河系脉冲星群的性质和对Sgr A* 的散射物质的最佳了解,我们估计在Sgr A* 的中央秒差距内轨道上有90个正常脉冲星的上限。
2010-04-09 astro-ph.GA
The Consistency of Fermi-LAT Observations of the Galactic Center with a Millisecond Pulsar Population in the Central Stellar Cluster
我表明,最近的费米-LAT观测的银河系中心的光谱和形态是一致的毫秒脉冲星人口在银河系的核中央星团。银河系中心的伽马射线光谱与在伽马射线中探测到的八个球状星团中的四个一致。不能排除暗物质湮灭的解释,尽管不存在需要这种结论的独特特征。
2011-02-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A New Determination of the Millisecond Pulsar Gamma-Ray Luminosity Function and Implications for the Galactic Center Gamma-Ray Excess
利用费米第三代脉冲星目录测量银盘毫秒脉冲星伽马射线光度函数,发现若银心过剩由其产生则应有大量源被探测到,从而以高显著性排除该假设,并限制脉冲星贡献低于39%或内银河系脉冲星平均光度低5倍。
2025-05-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
An 86-GHz search for Pulsars in the Galactic Center with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
我们报告的第一个脉冲星和瞬态调查的银河系中心(GC)与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)。这些观测是在2017年和2018年的全球毫米波VLBI阵列活动期间进行的。我们进行搜索,使用时间序列的总强度和其他偏振分量的形式斯托克斯参数。我们将加速度及其导数纳入脉冲星搜索,并在整个观测的部分进行搜索,以补偿脉冲星的潜在轨道运动。虽然没有发现新的脉冲星,但我们的观测首次获得了GC磁星PSR J1745-2900在毫米波长处的偏振剖面,其结果几乎是100%线性偏振的。此外,我们估计调查的灵敏度放置的系统和红噪声,并评估其能力,发现在轨道运动的恒星与Sgr A* 或二进制伴侣。我们表明,调查是敏感的,只有最明亮的脉冲星在已知的人口,和未来的观测与ALMA在波段-1将提供显着更深的调查灵敏度的GC脉冲星人口。
2021-04-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Detection of pulsar beams deflected by the black hole in Sgr A*: effects of black hole spin
一些银河系模型预测在我们的银河系中心附近有大量的射电望远镜。来自这些恒星的光束可能会被认为位于银河系中心的超大质量黑洞(SMBH)强烈偏转并到达地球。早期的工作假设史瓦西SMBH提供了边际机会,观察这种奇异的现象与目前的望远镜和良好的机会与未来的望远镜。这里我们计算旋转SMBH的可观测性几率。我们发现,观测的估计不受SMBH自旋的影响,但偏转脉冲的脉冲星定时分析可能能够提供一个估计的中心黑洞的自旋。
2012-06-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Mapping the Galactic Center with Gravitational Wave Measurements using Pulsar Timing
我们研究了银河系中心恒星和黑洞的nHz引力波(GW)前景。恒星和BH的尖端产生低于40 nHz的连续GW频谱;在1 mpc到SgrA* 范围内的单个BH在更高的GW频率下在频谱中突出。通过在该区域的几个pc范围内的计时双星,可以解决GWs和引力近场效应。平方公里阵列(SKA)的观测可能对该区域的中等质量黑洞(IMBH)特别敏感。100 ns-10 μ s的时间精度足以在3年的观测基线中用距离为0.1-1 pc的双星探测质量为1000 Msun的BH。与电磁成像技术不同,通过GW测量解决单个物体的前景更接近SgrA*,即使物体的数量密度向内急剧增加。星际介质的散射将对此类观测构成最大的挑战。
2012-03-30 astro-ph.GA gr-qc
The Thousand-Pulsar-Array programme on MeerKAT VII: Polarisation properties of pulsars in the Magellanic Clouds
麦哲伦星云是已知的唯一拥有射电望远镜的外部星系。对星云中恒星的分散和旋转的测量有助于理解它们的结构,而对恒星本身的研究可以指出它们与银河系对应恒星之间的电势差。我们利用MeerKAT望远镜的高灵敏度观测了小麦哲伦云和大麦云云中的17颗恒星以及5颗前景(银河系)恒星。我们提供了18个这些卫星的偏振配置文件,改进测量其色散和旋转措施,并推导出平均平行磁场沿视线。结果与大麦哲伦云和小麦哲伦云中磁场的结构和强度的预期大致一致。麦哲伦星云的恒星轮廓比预期的周期宽度关系窄,我们表明这是由于脉冲星调查中的选择效应,而不是银河系和麦哲伦天体之间的任何固有差异。
2021-11-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploring the Magnetic Field Structure of the Milky Way with Pulsars in the SKA Era
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院)
研究利用脉冲星探索银河系磁场结构,介绍银河磁场调查概况。SKA1设计基线将增加已知脉冲星数量,AA*阵列能提供数千视线方向的旋转量度,有助于详细探索银河系盘和晕的磁场结构。
2026-07-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Known Radio Pulsars Do Not Contribute to the Galactic Center Gamma-Ray Excess
使用费米大面积望远镜(Fermi-LAT)进行的观测发现,银河系(GC)中心周围有一个显着的伽马射线过剩。对这种过剩的一种可能的解释是,在银河系内部千秒差距内密集聚集着一群未被发现的年轻或回收的恒星,它们发射出伽马射线。虽然这些系统,通过构造,具有低于费米LAT的点源灵敏度的单独通量,但它们可能已经在多波长观测中被观察到。值得注意的是,澳大利亚国家天文台(ATNF)的射电望远镜目录包括270个在GC周围10度内观测到的源。我们计算了从这270个源观测到的伽马射线发射,并获得了三个关键结果:(1)与远离银河平面的搜索相比,在GC区域的点源搜索产生了过多的非常重要的伽马射线“热点”,(2)这些伽马射线热点的位置与ATNF星的位置之间没有统计相关性,以及(3)统计上最显著的伽马射线热点的光谱基本上比GC伽马射线过量的光谱更软。这些结果对年轻恒星产生大部分伽马射线过剩的模型有很强的限制,而对毫秒恒星产生伽马射线过剩的模型则不太有利。
2015-09-09 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Testing space-time geometries and theories of gravity at the Galactic Center with pulsar's time delay
本研究开发了计算银河系中心脉冲星光子全相对论传播时间的通用数值方法,可用于检验多种时空几何与引力理论,发现计时残差偏差可达数个数量级,有望被未来射电望远镜探测到。
2023-07-13 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
A High-Energy Catalogue of Galactic Supernova Remnants and Pulsar Wind Nebulae
受过去,现有和即将到来的X射线和伽马射线任务的启发,我们开发了第一个所有已知银河系超新星遗迹(SNRs)的高能观测公共数据库:http://www.physics.umanitoba.ca/snr/SNRcat。该目录链接并补充了其他现有的相关目录,包括Dave Green的无线电SNR目录。我们在这里强调高能目录的功能,包括允许用户为各种目的过滤或排序数据。该目录目前针对X射线和伽马射线飞行任务的银河信噪比观测,并与即将发射的X射线飞行任务(包括Astro-H)相吻合。我们目前正在开发现有的数据库,包括一个最新的脉冲星风星云(PWNe)专用网页,目标是提供一个全球性的PWNe及其相关的中子星/中子星。这个广泛的数据库将有助于理论家应用他们的模型或设计数值模拟,并为观察员计划未来的观测或设计新的仪器。我们欢迎来自SNR/PWN/中子星社区的输入和反馈。
2012-10-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observing Radio Pulsars in the Galactic Centre with the Square Kilometre Array
银河系中心射电星的发现和计时是SKA科学案例的一个基本方面,回应了“脉冲星和黑洞引力的强场测试“的主题(Kramer et al. 2004; Cordes et al. 2004)。脉冲星在许多方面都被证明是测试广义相对论和其他引力理论的绝佳工具(参见Wex(2014)的最新评论)。在环绕伴星的轨道上对脉冲星计时,提供了一种独特的方法来探测这样一个系统的相对论动力学和时空。在强磁场条件下,最严格的重力测试预计将来自绕黑洞运行的脉冲星。从这个意义上说,在距离我们最近的超大质量黑洞候选者人马座A* 周围的近轨道($P_{\rm orb}$ < 1 yr)上的脉冲星-在银河系中心的距离约为8.3 kpc(Gillessen et al. 2009 a)-将是理想的工具。考虑到轨道的大小和与之相关的相对论效应,即使是一颗缓慢旋转的脉冲星也可以让我们对黑洞时空进行非常详细的探索(Liu et al. 2012)。例如,测量由超大质量黑洞的旋转引起的坐标系拖曳,就可以检验“宇宙审查猜想”。“无毛定理”可以通过测量黑洞的四极矩来检验。这是对人马座A* 周围的脉冲星进行引力基础研究的两个最好的例子。正如这里所示,SKA 1-MID和最终的SKA将提供机会,开始在这种极端环境中寻找和计时的卫星。
2015-01-01 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Low-frequency Faraday rotation measures towards pulsars using LOFAR: probing the 3-D Galactic halo magnetic field
我们确定了法拉第旋转措施(RM)对137个恒星在北方天空中,使用低频阵列(LOFAR)在110-190 MHz的观测。这是迄今为止最大的低频RM目录,由于数据的低频和宽带宽,在RM合成方法的帮助下,平均将现有RM测量的精度提高了20倍。我们首次报告了25个卫星的RM。对RM进行了电离层法拉第旋转校正,以将我们的星表精度提高到约0.1 rad m $^{\rm -2}$。电离层RM校正是目前测量不确定度的最大贡献者。此外,我们发现,法拉第色散函数对pixels是非常法拉第薄-大多数小于0.001 rad m $^{\rm -2}$。我们使用这些新的精确RM测量(结合现有的RM,分散措施和距离估计),以估计星系晕磁场的尺度高度:2.0 $\pm$ 0.3千秒差距的银河系象限I和II以上和以下的银河系平面(我们也评估这些地区的尺度高度分别)。总的来说,我们最初的低频目录提供了有关银河系磁场三维结构的有价值的信息。
2019-01-23 astro-ph.GA astro-ph.IM
Probing the spinning of the massive black hole in the Galactic Center via pulsar timing: A Full Relativistic Treatment
银河系中心(GC)大质量黑洞(MBH)周围的脉冲星预计将由即将到来的设施(例如,平方公里阵列(Square Kilometer Array)。在一个完整的相对论框架下,脉冲星近似为一个测试粒子,我们调查的MBH的自旋的限制,通过监测周围的脉冲星的定时。对于紧密围绕MBH轨道运行的GC双星(例如,$\lesssim1000$ AU),我们发现在精确地建模它们的定时信号时完全相对论处理可能是必要的,因为相对论信号的数量级大于到达时间测量精度。虽然MBH自旋参数之间通常存在近简并,但对MBH自旋的约束仍然很严格。通过对周期为$\sim2.6$ yr、偏心率为$0.3-0.9$的正常脉冲星在$1-5$ ms的定时精度下进行连续监测,在$\sim 8$ yr内,可以分别用$10^{-3}-10^{-2}$的$2σ$误差和$10^{-1}-10^\circ$的$2σ$误差来约束GC MBH的自旋星等和方位。即使是在类似于被探测到的恒星S2/S 0 -2或S 0 -102的轨道上,我们发现MBH的自旋仍然可以被限制在$4-8$年内,最重要的限制提供了近心通道附近。如果在测时的同时还能得到具有$10μ$ as天体测量精度的恒星自行,那么MBH的位置、速度、质量和到太阳系的距离就可以分别约束在$\sim10μ$ as、$\sim1μ$ as $/$ yr、$\sim 10 M_\odot$和$\si…
2017-09-25 astro-ph.GA gr-qc
Detecting gravitational waves from the galactic center with Pulsar Timing
银河系中心(GC)中围绕超大质量黑洞(SMBH)Sgr A* 运行的黑洞会产生引力波。由于恒星和黑洞的存在,光谱在40 nHz以下是连续的,而在中心SMBH约200 AU范围内的单个BH在更高频率的光谱中突出。在这个区域的几个秒差距内,可以通过定时射电望远镜探测到GW。未来的观测与平方公里阵列的这种卫星具有足够的定时精度可能是敏感的信号,从中间质量BH(IMBH)在3年的观测基线。最近在GC附近检测到磁星SGR J1745-29的射电脉动,开辟了通过视线检测毫秒脉冲星(可用作GW的探针)的可能性,仅具有中等脉冲和由于散射而导致的角加宽。
2014-01-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Tale of Two Pulsars and the Origin of TeV Gamma Rays from the Galactic Center
银河系中心(GC)长期以来一直被认为拥有超过10 TeV的伽马射线发射。HESS数据现在指向两个可能的起源:超大质量黑洞(可能有>PeV的宇宙射线和中微子)或来自钱德拉和NuSTAR观测到的假定X射线脉冲星风星云G359.95-0.04的高能电子。我们表明,如果PWN电子所经历的磁场是附近的GC磁星SGR J1745-29的无线电观测建议的几个MG的环境场强附近,同步辐射损失限制TeV的伽马射线输出远低于数据。考虑到GC红外发射的特殊几何形状,我们还发现,如果PWN是~1 pc从Sgr A* 和磁场是两个数量级弱,我们讨论的情况下,所需的TeV通量可以达到最近的数据和理论发展。否则,Sgr A* 将被留下,这将是一个PeV链接到其他活动星系核。
2016-11-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Towards relativistic orbit fitting of Galactic center stars and pulsars
围绕银河系中心黑洞运行的S型恒星在近心通过时的速度达到光速的百分之几。例如,这使得近心点的S2比已知的双星更具相对论性,并为测试广义相对论开辟了新的可能性。本文发展了一种技术,用于拟合近开普勒轨道的史瓦西曲率,帧拖动,和自旋引起的扭矩,沿轨道分布的红移测量,但集中在近心附近的扰动。轨道和光路效应都考虑在内。结果表明,不需要静止帧频率的绝对校准。因此,如果发现了与S星轨道相似的脉冲星,这里描述的技术可以不加改变地应用,从而可以利用脉冲星计时的更高精度。例如,一小时内3微秒的脉冲计时相当于30厘米/秒的有效红移精度,足以测量来自S2类轨道的框架拖曳和四极矩,假设可以克服其他质量引起的牛顿“前景”等问题。另一方面,如果发现轨道周期为一个月量级的恒星,那么使用E-ELT的1 km/s水平的恒星光谱也可以实现同样的结果。
2010-08-01 astro-ph.GA gr-qc
Morphological Tests of the Pulsar and Dark Matter Interpretations of the WMAP Haze
WMAP烟雾是来自银河系中心的过量微波辐射。在同步辐射模型的情况下的阴霾,我们提出了测试辐射高能电子/正电子的源。我们探讨了几种模型的情况下,脉冲星人口或暗物质湮灭的来源。这些模型的这些形态特征在WMAP银河掩模后面很小,但是是可测试的,并且限制了源模型。我们发现,详细的测量形态可以区分脉冲星和暗物质的解释,以及区分不同的脉冲星模型和暗物质个人档案模型。具体来说,我们发现,一个零中心密度的银河系脉冲星人口模型是在紧张局势与观察到的WMAP阴霾。普朗克天文台更高的灵敏度和预期的更小的银河掩模应该潜在地提供一个强大的签名WMAP烟雾作为脉冲星人口或暗物质。
2009-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Milky Way Accelerometry via Millisecond Pulsar Timing
毫秒钟的时间稳定性是显著的,在长时间尺度上甚至可以与一些地球上的原子钟相媲美。利用这一特性,我们表明,毫秒的星系分布在银河系附近的加速计形成一个合奏,我们可以直接提取本地银河系加速度。从脉冲星自旋周期的测量,我们证明了约1 $σ$精度使用117个脉冲星的加速度灵敏度。我们还提出了一个互补的分析结果,使用轨道周期的13个二元脉冲星系统,消除系统与脉冲星制动。这项工作是动态测量加速度梯度的第一步,最终将告诉我们银河系中的暗物质密度分布。
2021-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE