Observations that can unravel the coherent radio emission mechanism in pulsars
寻找激发射电相干辐射的物理机制仍然是一个谜。大量高质量的观测数据存在，多年来一直有助于对脉冲星发射模型进行严格的限制。在这篇文章中，我们将讨论的观测结果，强烈表明，脉冲星射电辐射激发的相干曲率辐射。我们还将提及仍有待解决的问题。
2013-04-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Unraveling the high-energy emission components of gamma-ray binaries
自从Fermi/LAT探测到LS 5039和LS I +61 303的强持续GeV辐射以来，γ射线双星的高能和甚高能谱已经成为所有理论解释的挑战。在几个GeV的光谱截止表明，GeV的组件和较暗的，硬TeV以上的100 GeV的排放没有直接关系。我们探讨了这两个发射组件的框架内的一个年轻的，非吸积脉冲星的大质量恒星，并通过恒星和脉冲星风的相互作用启动的非热发射的可能来源。在一个紧凑的轨道双星脉冲星/恒星风相互作用产生两个潜在的位置粒子加速：在迎面碰撞的风和终止冲击所造成的科里奥利力的规模大于二进制分离的冲击。我们探索这两个位置的适合性主机的GeV和TeV的发射器，分别通过研究他们的非热发射沿轨道。我们专注于这个模型的应用LS 5039的确定恒星风相对于其他伽马射线双星。建议的模型LS 5039的应用表明，这两个潜在的发射位置提供了必要的条件，再现LS 5039的双组分高能伽马射线谱。此外，在每个地点所需的环境震后条件与最近的流体动力学模拟是一致的。基于恒星风和脉冲星风相互作用的情况与从具有未知致密天体的伽马射线双星（如LS 5039和LS I +61 303）中观察到的GeV和TeV辐射是相容的。
2013-02-12 astro-ph.HE
The Earth term in pulsar timing residuals is out of phase among the pulsars
我们的目的是解决一个误解，即所谓的“地球项”的脉冲星定时响应的引力波之间的一组脉冲星的相位。我们注意到，误解可能来自于地球术语是“连贯的”或“连贯地建立”的说法。我们澄清了作者在这些陈述中所说的“相干”的意思，指出“相干”并不意味着地球术语在这些恒星之间是同相的。利用由连续引力波引起的脉冲星计时残差，我们证明了地球项在不同的脉冲星之间并不一致，除了引力波源是边缘上的特殊情况，即当源的轨道倾角是$ι=π/2$或$3π/2$时。我们证明了同样的概念，使用脉冲星定时软件libstempo绘制地球条款从一组的脉冲星。
2021-08-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Unraveling the Nature of Unidentified High Galactic Latitude Fermi/LAT Gamma-ray Sources with Suzaku
我们报告的结果深X射线跟踪观测的四个不明费米/LAT伽马射线源在银河系高纬度使用朱雀。在费米/LAT操作的前3个月，所研究的对象被检测到具有很高的意义，随后更好地定位在费米/LAT 1年目录（1FGL）。随后讨论了可能与恒星和活动星系的联系，我们的观测为这一辩论做出了重要贡献。特别是，在1FGL J1231.1-1410的95%置信误差圆内发现了X射线点源。X射线光谱与黑体的幂律拟合良好。这支持了最近声称的毫秒脉冲星（MSP）PSR J1231-1411的来源。关于1FGL J1311.7-3429，在LAT误差圆内发现了两个X射线源。即使X射线光谱和变异性的属性进行了访问，其性质和与伽马射线源的关系仍然不确定。我们在1FGL J1333.2+5056区域发现了几个弱X射线源，其中一个与CLASS J1333+5057相一致。我们认为可用的数据与这两个对象之间的关联是一致的。最后，我们在1FGL J2017.3+0603附近探测到了一个X射线源。该天体最近被认为与新发现的MSP PSR J2017+0603相关联，因为空间重合和伽马射线脉冲探测。我们只探测到了J2017+0603类的X射线对应物，而我们确定了脉冲星位置的X射线通量上限。总而言之，我们的研究表明，虽然有相当一部分未识别的高银河纬度伽马射线源与脉冲星和耀变体现象有关，但与其他类别的天体物理对象的关联仍然是有效的选择。
2011-01-12 astro-ph.HE
Coherent Radio Emission from Pulsars
我们回顾了一个物理模型，在脉冲星射电辐射中观察到的10 $^{25}-10^{30}$ K的高亮度温度是由在脉冲星磁层中的相对论电子-正电子等离子体中激发的相干曲率辐射解释的。
2015-10-01 astro-ph.HE
The Nature of Coherent Radio Emission from Pulsars
脉冲星的射电辐射来源于光柱半径10%以下的区域。这需要一种机制，其中相干发射在相对论对等离子体中以低于等离子体频率$ν_{\circ}$的频率$ν_{cr}$（即，$ν_{cr} < ν_{\circ}$）被激发。发射机制的一个可能的模型是带电聚束（带电孤子）沿弯曲的开放偶极磁场线能够激发相干曲率无线电发射相对论运动。在这篇文章中，我们回顾了高质量的观测结果，结合理论模型来揭示相干曲率射电辐射的本质。
2017-09-21 astro-ph.HE
The mechanism of coherent radio emission in some classes of pulsar
根据已发表的数据，对一组定义明确的均匀的29颗正常双星的射电光度进行了估算。给出了每个脉冲星的初级加速粒子束中每单位电荷的射频能量，并形成了宽度超过两个数量级的分布。发现的值表明，在电子-正电子和离子-质子等离子体的情况下，在1 - 10 GHz以下的辐射给定的运动学约束，在这里得到的EQUISARS是非常有效的发电机。我们的结论是，只有离子-质子等离子体源与正常和毫秒等离子体的光谱是一致的，我们列出和描述的因素，共同支持这一结论。
2014-09-02 astro-ph.HE
A multi-component Langmuir-mode source for the observed pulsar coherent emission
有几类中子星是频率在10^2 - 10^3 MHz的相干发射源，其他的则是无线电宁静的。初级发射谱在自转周期和极帽磁通量密度的多个数量级上具有广泛的普适性。在某些射电大射电望远镜中存在的零点和模式变化只能被理解为磁球双稳态的一种表现。一个离子质子等离子体与可能的背景的电子-正电子对形成在极冠的恒星具有积极的共转电荷密度，并在这里示出的相干发射的存在或不存在的物理基础和一个可能的原因，为什么双稳态可能存在于脉冲星寿命的后期阶段。
2015-04-08 astro-ph.HE
Relativistic charge solitons created due to nonlinear Landau damping: A candidate for explaining coherent radio emission in pulsars
脉冲星等离子体中相干射电辐射产生的一个可能的解决方案是存在相对论电荷孤子，它是非线性薛定谔方程（NLSE）的解。在早期的研究中，Melikidze等人（2000）研究了这些电荷孤子的性质;然而，他们的分析忽略了非线性朗道阻尼的影响，这是脉冲星对等离子体中NLSE推导中固有的。在本文中，我们包括非线性朗道阻尼的影响，并获得解决方案的NLSE通过应用一个合适的数值方案。我们发现，在适当的三次非线性和非线性朗道阻尼参数下，类孤子强脉冲从初始的无序态朗缪尔波中产生，并在足够长的时间内稳定传播，在此期间，它们能够激发相干曲率辐射.我们强调，这种{ \em稳定}强孤子从无序状态的出现并不发生在纯立方NLSE中，因此，它是{ \em引起}的非线性朗道阻尼。
2018-08-10 astro-ph.HE
Bunching Coherent Curvature Radiation in Three-Dimensional Magnetic Field Geometry: Application to Pulsars and Fast Radio Bursts
射电星和快速射电暴的极高亮温要求它们的辐射机制是相干的。聚束的相干曲率辐射作为射电暴和FRB的机制已经讨论了很长时间。假设脉冲星磁层中已经产生了聚束，我们计算了三维磁场几何条件下的相干曲率辐射谱。不同于以往的作品假设平行的轨迹和单能量的电子的能量分布，我们考虑了一个聚束，其特征在于它的长度，曲率半径的轨迹族，聚束张开角，和电子的能量分布。我们发现，聚束的曲率辐射谱具有多段破缺幂律的特征，其破缺频率取决于聚束特性和轨道结构。我们还强调，在脉冲星磁层中，只有净电荷相对于背景（Goldreich-Julian）流出的波动才能对相干辐射做出贡献。我们应用这个模型来约束观测到的光谱的恒星和FRB。对于一个典型的脉冲星（$B_p=10^{12}~{\rm G}$，$P=0.1~{\rm s}$），净电荷$δn_{\rm GJ}\sim 0.1 n_{\rm GJ}$的小波动可以提供可观测的通量。对于FRB，由于其突变性质，波动的净电荷可能更大。对于$δn_{\rm GJ}\sim n_{\rm GJ}$，需要一个具有强磁场和快速旋转的中子星来为自旋下降动力模型中的FRB提供动力。在宇宙梳模型中，这个要求不那么严格，这要归功于更大的截面和由梳理磁层的外部天体物理流形成的压缩电荷密度。
2018-10-03 astro-ph.HE
Coherent origin of peculiar polarization in radio pulsars
观测到的射电天文卫星的偏振包含几种特殊的效应，例如相当数量的正交偏振模（OPMs），它们通常具有与圆偏振V相同的旋向。在B1913+16和B1933+16的平均剖面中，观测到偏振角（PA）的正交跳跃发生在最大值V处，而不是V = 0。在核心组件中也观察到高水平的V（例如，在B1237+25中），其中它们伴随着来自旋转矢量模型的PA的强烈失真。在弱偏振发射中，在B1919+21和B0823+26中观察到45度的PA跳跃。它示出，所有这些特点可以解释在一个模型中，假设相干添加波的自然传播模式。
2017-12-04 astro-ph.HE
Long-term coherent timing of the accreting millisecond pulsar IGR J17062-6143
我们报告的163赫兹吸积毫秒X射线脉冲星IGR J17062-6143的相干定时分析。利用中子星内部成分探测器和XMM-牛顿收集的数据，我们研究了脉冲星演化超过四年的时间跨度。我们得到了一个独特的相位相干定时解决方案的恒星自旋，发现源旋转的速度为$(3.77\pm0.09)\times 10^{-15}$ Hz/s。我们进一步发现，$0.4-6$ keV脉冲分数逐渐变化的0.5%和2.5%之间的正弦振荡与$1210\pm40$天的周期。最后，我们补充了这个分析与档案罗西X射线定时探测器的观察，并获得了一个相位相干模型的双轨道跨越12年，产生一个轨道周期导数测量$(8.4\pm2.0) \times 10^{-12}$秒/秒。这个大的轨道周期导数与由引力波发射主导的双星演化不一致，并且暗示了双星系统中高度非保守的质量传递。
2021-03-23 astro-ph.HE
Radio pulsar polarization as a coherent sum of orthogonal proper mode waves
射电脉冲星极化表现出许多复杂的现象，这些现象被归类为“超越旋转矢量模型"的范畴。结果表明，这些效果可以理解的几何术语，作为一个结果的相干和准相干的椭圆偏振的自然模式波。相干求和意味着观测到的偏振角（PA）轨迹并不总是对应于自然传播模式（NPM）波。相反，它们是NPM波的相干和的统计平均值，并且可以在距离自然模式的任何（和频率相关的）距离处观察到。因此，PA的观测轨迹可以偏离RVM任意远，并且可以是非正交的。对于相等振幅的NPM波的两对正交偏振模式（OPMs），位移45度，可以观察到，这取决于滞后分布的宽度。观测到的脉冲星偏振主要是由两个相互独立的效应引起的：模式振幅比的变化和相位滞后的变化。在堆芯区域，两种效应相互叠加，这可以产生在PSR B1933+16、B1237+25和J 0437 -4715堆芯中观察到的如此复杂的行为。相位滞后随频率$ν$的变化是观测到的这些特征随$ν$的强烈演化的主要原因。正交自然波的相干叠加是解释观测到的射电脉冲星偏振的一个有用工具。
2019-02-28 astro-ph.HE
Coherent emission from QED cascades in pulsar polar caps
脉冲星的磁层被认为充满了成对级联产生的电子-正电子等离子体。这些级联的驱动机制是伽马射线光子的发射和它们通过量子电动力学（QED）过程转化为对。在这项工作中，我们提出了2D粒子在细胞模拟的对级联在脉冲星极帽与现实的磁场几何，包括相关的QED过程的第一性原理。我们的研究结果表明，由于整个极冠的磁场曲率的变化，对生产爆发自洽地发展相对于当地磁场，有利于产生相干电磁模式与脉冲星无线电发射的属性一致的倾斜。我们发现，这种发射是沿磁轴和接近极帽边缘的峰值，从而可能提供一个解释脉冲星无线电发射的核心和锥分量。
2021-08-26 astro-ph.HE physics.plasm-ph
The High Time Resolution Universe Pulsar Survey-XIX. A coherent GPU accelerated reprocessing and the discovery of 71 pulsars in the Southern Galactic plane
本研究利用GPU加速的相干脉冲星搜索管线再处理HTRU-S LowLat巡天87%存档数据，新发现71颗脉冲星，达成巡天预期目标并分析了此前遗漏的原因。
2024-12-10 astro-ph.HE
Pulsar giant pulse: coherent instability near light cylinder
巨脉冲是射电脉冲星中极其明亮的单个脉冲。蟹状星云脉冲星是一个活跃的GP发射体，在其微暴流中观察到类似斑马图案的光谱结构，这让人想起在第四类太阳射电耀斑中观察到的“斑马带”。然而，频带间隔随着$\sim5-30$ 1，GHz的频带中心频率线性增加。在这项研究中，我们提出蟹状星云脉冲星GP可以起源于光柱附近等离子体的相干不稳定性。此外，相干不稳定性的增长可以归因于回旋共振激发波和背景等离子体振荡之间观察到的共振。由于光柱附近的磁重联，粒子可以注入到闭合场线区域。这些粒子引入了大量的自由能，这进一步导致回旋共振不稳定性，其在接近于电子回旋谐波的频率处生长并放大辐射波，该电子回旋谐波表现出斑马图案状光谱能带结构。此外，这些结构可以通过回旋共振激发波和背景等离子体振荡之间的共振来调制。在这种情况下，蟹状星云脉冲星的能带结构可以用相干不稳定性模型很好地拟合，其中轻圆柱的等离子体密度应该是$\sim10^{13-15}\,\rm{cm^{-3}}$，估计梯度为$>5.5\times10^5\,\rm{cm^{-4}}$。这一过程可能伴随着高能量排放。类似的现象预计将被检测到在其他类型的GP源，具有磁场的$\simeq10^6$ \，G在一个光圆柱。
2018-11-27 astro-ph.HE
Pulsar Coherent Radio Emission from Solitons : Average Emission Properties
针对脉冲星相干射电辐射的产生机制问题，本研究通过数值计算分析带电孤子曲率辐射的平均特征，将曲率辐射谱更新为二维形式并叠加视线孤子贡献，成功重现半径-频率映射、幂律谱等观测特征，验证了该机制的有效性。
2025-04-16 astro-ph.HE
Coherent timing of the accreting millisecond pulsar NGC 6440 X-2
我们研究的205.9赫兹脉冲的吸积毫秒X射线脉冲星NGC 6440 X-2在所有爆发观察到的罗西X射线定时探测器在一个为期800天。我们发现脉动是高度正弦的，基波振幅为5%-15%rms，二次谐波仅偶尔检测到振幅<2%rms。通过连接多个爆发的轨道相位，我们得到了一个准确的轨道星历，这个源和限制其57分钟的轨道周期亚毫秒精度。我们没有检测到轨道周期导数的上限为$ | \dot{P} | \leq 8 \times 10^{-11}$ s/s。我们调查的可能性连贯连接的脉冲相位在所有观察到的爆发，但发现，由于约束不良的系统不确定性引入的磁通量依赖的偏差在脉冲相位，多个统计上可接受的相位连接的定时解决方案存在。
2015-10-21 astro-ph.HE
New algorithms for radio pulsar search
寻找新射电望远镜的计算成本是即将到来的射电望远镜（如SKA）的限制因素。我们介绍了四个新的算法：一个最佳的恒定周期的搜索，一个相干的树搜索，允许最佳搜索O（1）成本每模型，半相干搜索，结合信息，同时保留尽可能多的相位信息，并在相干和半相干的限制之间插值的分层搜索。总之，这些算法提高了几个数量级的脉冲星搜索的计算成本。在本文中，我们考虑了一个简单的情况下，恒定加速相模型，但我们的方法应该推广到更复杂的搜索空间。
2016-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Optical phase coherent timing of the Crab nebula pulsar with Iqueye at the ESO New Technology Telescope
蟹状星云脉冲星是在2009年1月和12月用安装在欧洲南方天文台3.5米新技术望远镜上的一种新型的非常快的光子计数器Iqueye观测到的。由于Iqueye数据的精美质量，我们计算了两次观测运行和2009年全年的精确相位相干定时解决方案。我们的统计不确定性的主脉冲的相位和脉冲星的旋转周期的短（几天）的时间间隔的测定分别为$\approx 1 \, μ$ s和~0.5 ps。与Jodrell Bank射电星历的比较表明，光脉冲在1月领先射电星历约240 $μ$ s，在12月领先约160 $μ$ s，这与1996年后进行的一些其他测量结果一致。三阶多项式拟合充分描述了2009年1月和12月光学观测的自旋下降。在大多数观测中，相位噪声与具有$\approx 15 \, μ$ s的色散$σ$的高斯分布一致，与光子噪声引起的相位变化的理论预期一致。
2014-02-11 astro-ph.HE
Pulsar revival in neutron star mergers: multi-messenger prospects for the discovery of pre-merger coherent radio emission
研究了由致密天体间磁层相互作用引起的中子星合并前相干射电辐射。我们考虑两个合理的辐射机制，并表明，如果一个中子星有一个表面磁场$B_{\rm s} \ge 10^{12}$ G，相干毫秒射电爆发的特征时间形态和倾角的依赖性是可观察到的Gpc距离与下一代无线电设施。我们探索多信使和多波长的方法来识别NS合并起源的无线电爆发，如在快速无线电爆发调查，伽马射线暴和引力波事件的触发观测，以及在寻找kilonova和无线电余辉发射的快速射电暴的光学/无线电跟踪。我们目前和未来的观测设施，我们的研究结果，并提出建议，验证或约束模型。
2022-12-02 astro-ph.HE
X-ray coherent pulsations during a sub-luminous accretion disk state of the transitional millisecond pulsar XSS J12270-4859
我们提出的第一个检测的X射线相干脉动的过渡毫秒脉冲星XSS J12270-4859，而它是在一个亚发光的吸积盘状态的特点是0.5-10 keV的光度为5E 33 erg/s（假设距离为1.4千秒差距）。通过XMM-牛顿观测到脉动，均方根振幅为（7.7 +/- 0.5）%，二次谐波强于基频，并且在源既不闪烁也不倾斜时被检测到。对这一发现最有可能的解释是，来自吸积盘的物质被中子星的磁层引导并吸积到其极冠上。根据标准的盘吸积理论，对于观测到的脉动，盘中的质量流入速率可能大于实际到达中子星表面的等离子体的量;然后可能发生由快速旋转的磁层发射的外流，与观测到的宽带光谱能量分布一致。我们还报告了在最近的一次观测中没有探测到X射线脉动，而源表现为旋转供电的无线电脉冲星。
2015-07-23 astro-ph.HE
Are Pulsar Giant Pulses Induced by Re-emission of Cyclotron Resonance Absorption?
本文证实了回旋共振吸收的相干再辐射可以产生脉冲星巨脉冲。这个猜想似乎是合理的，因为它可以自然地解释具有巨脉冲的双星在$P$ - $\dot{P}$图上的分布。
2020-07-01 astro-ph.HE
Coherent curvature radiation: maximum luminosity and high-energy emission
高亮温射电瞬变，如射电暴和快速射电暴需要粒子的相干辐射。天线类的相干辐射模型需要大量的带电粒子辐射的相位，因此粒子必须在空间上受到限制，并具有良好的对齐速度。给定这些必要条件，我们将研究与相干发射加速粒子相关的电流所感应的磁场，并考虑辐射粒子与感应磁场之间的相互作用。我们发现相干曲率辐射的最大亮度依赖于源参数，如表面磁场和中子星自旋周期。我们发现，在所有光度的相干无线电发射可以解释相干曲率辐射，并建议它可能是普遍负责FRB和极端星系源。以蟹状星云脉冲星为例，假设相干曲率辐射，我们将最极端的纳米爆炸的发射参数和起源限制在脉冲星表面60公里以内。与最近的观测结果一致，我们还预测了由于诱导场引起的小尺度粒子回旋的同时X射线发射。
2021-08-17 astro-ph.HE
Coherent Signal Detection with Pruning -- I. Finding Short-Period Binary Pulsars in Circular Orbits
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
研究旨在解决短周期双星系统中脉冲星探测的计算挑战，提出基于极端剪枝的分层搜索框架，克服传统方法局限，提高检测概率和计算效率，提升高价值目标发现潜力。
2026-07-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Evidence for Coherent Curvature Radiation in PSR J1645$-$0317 with Disordered Distribution of Polarization Position Angle
不同的偏振特性在恒星中是冲突的，应用一个独特的发射机制的人口。极化位置角（PPA）在大多数类星体中呈S形曲线，可以用旋转矢量模型（RVM）解释为射电辐射平行或垂直于发散磁场线，并认为强磁化对等离子体中电荷束的相干曲率辐射机制。然而，在一个子集的卫星的无线电发射显着去极化和PPA显示了一个复杂的模式，不能解释使用RVM。我们建议，即使在这种情况下，在单脉冲的高度极化的时间样本应该遵循RVM可能有两个平行的轨道分开90 \degr。我们研究了PSR J1645 $-$ 0317，具有复杂的PPA遍历，并首次证明，仅考虑单脉冲中的高度极化时间样本，PPA分布明显遵循RVM。我们的结论是，这强烈有利于相干曲率辐射机制是普遍适用的脉冲星人口。
2023-02-17 astro-ph.HE
The pulsar synchrotron: coherent radio emission
我们提出了一个简单的物理图片的相干无线电发射的轴对称脉冲星磁层，这是完全不同的无线电发射来自磁极帽的典型范例的产生。在这第一篇论文中，我们只考虑轴对称的情况下，一个对齐的转子。我们的图片利用了磁层的MHD表示的一个重要元素，即共转闭合线区域（“死区”）和起源于极冠的开放场线之间的分界线。沿着分界线流动的返回电流对应于从极冠发出的主磁层电流。穿过分界线，磁场的环向分量和极向分量都不连续地变化。极向分量的不连续性要求存在一个显著的环形电流，而这一点至今尚未得到解释。我们估计了这个环形电流在闭合线区域尖端的位置和厚度，并表明它由与洛伦兹因子在10^5量级上共转的电子（正电子）组成，发射出非相干的同步辐射，在硬X射线中达到峰值。这些粒子停留在接近赤道的环形电流最高的区域，路径长度为一米。我们提出，在与该路径长度相当的波长处，粒子发射相干辐射，辐射功率与N^2成正比，其中N是上述路径长度中的粒子总数。我们计算了在这个波长范围内的总射电功率及其与脉冲星周期和恒星磁场的比例关系，并表明它与基于观测的射电光度估计是一致的。
2009-03-04 astro-ph.HE
Spectral variation across Pulsar Profile due to Coherent Curvature Radiation
脉冲星轮廓的特点是两个不同的发射组件，核心和锥。脉冲星无线电发射波束的标准模型源自偶极磁场，将核心置于中心，由内外圆锥组件的同心层包围。与锥体相比，核心发射预期具有更陡的光谱。我们提出了一个详细的分析，在100 MHz和10 GHz之间的宽的频率范围内的核心和conal发射从一个大样本的53颗星的光谱之间的相对差异。可以看出，芯部比锥部陡得多，特别是在100 MHz和1 GHz之间，光谱指数$Δα_{core/cone}\sim$之间的相对差异为-1.0。此外，我们还发现外锥成分的光谱比内锥陡峭，光谱指数$Δα_{in/out}\sim$的相对差异为+0.5。谱从磁轴向开放场线区域边缘的平坦化随场线曲率的增加是带电孤子束的相干曲率辐射的自然结果，并解释了芯和锥之间谱的差异。此外，由于相对论性的光束效应，只有当辐射以窄角度$θ\leq 1/γ$射向观测者时才能看到，其中$γ$是流出等离子体云的洛伦兹因子。这限制了特别是来自外锥的发射，外锥与具有较大曲率的场线相关联，从而使光谱比内锥更陡。
2022-01-27 astro-ph.HE
Coherent emission in pulsars, magnetars and Fast Radio Bursts: reconnection-driven free electron laser
建立了蟹状星云脉冲星、磁星和快速射电暴相干射电辐射产生的模型。发射是由重联产生的粒子束通过自由电子激光（FEL）机制的变体产生的，在弱湍流、引导场主导的等离子体中工作。我们首先考虑了导场主导的非线性汤姆逊散射，并应用模型解释了蟹状星云脉冲星和快速射电暴中观测到的辐射带。本文考虑粒子在电磁波和电磁波摆动器组合场中的运动。通过有质动力产生的电荷束，康普顿/拉曼相干地散射摇摆器场。该模型是强大的基础等离子体参数，并成功地再现了一些微妙的观察到的功能：（i）发射频率主要取决于长度$λ_t$的湍流和洛伦兹因子的重联产生的光束，$ω\sim γ_b^2 ( c/λ_t) $ -它是独立的基础磁场的绝对值。(ii)该模型解释了宽带发射和发射条纹的存在，包括在蟹状星云脉冲星的高频脉冲间观测到的多个条纹。(iii)该模型再现相关的偏振特性：光谱中的窄发射带的存在有利于线性偏振，而宽带发射可以具有任意偏振。(iv)该机制对粒子在束流中的动量扩散具有鲁棒性。我们还讨论了作为非线性无力阿尔文孤子（光镖）的摆动器模型。
2022-08-07 astro-ph.HE physics.plasm-ph
PSR J1631-4722: The Discovery of a Young and Energetic Pulsar in the Supernova Remnant G336.7+0.5
利用Parkes射电望远镜发现与超新星遗迹G336.7+0.5关联的年轻脉冲星PSR J1631-4722，其高色散量和自转减慢光度表明其可能为高能γ射线源。
2024-12-16 astro-ph.HE
Origin of Pulsar Radio Emission
自从半个多世纪前发现恒星是明亮的相干射电发射源以来，发射的原因一直是个谜。在这封信中，我们证明了相干辐射可以直接产生在非稳态对等离子体放电，这是负责充满脉冲星磁层等离子体。通过大规模的二维动力学等离子体模拟，我们表明，如果对创建跨磁场线是不均匀的，由新鲜产生的对等离子体的电场的屏蔽是伴随着电磁波的性质的发射。利用屏蔽过程的局部模拟，我们确定这些波作为超光速的普通（O）模式，这应该自由地逃离磁层的等离子体密度沿波的路径下降。波的频谱是宽带和频率范围是观测到的脉冲星无线电辐射。
2020-06-25 astro-ph.HE
ZTF J185139.81+171430.3 = ZTF18abnbzvx: the second white dwarf pulsar?
使用Zwicky瞬态设施观测的公共数据发布，我们发现ZTF J185139.81+171430.3 = ZTF 18abnbzvx显示出非常短的[0.00858995（3）d = 12.37 min]和大振幅（0.8 mag）相干变化。唯一已知的物体，显示类似的非常短的周期，大幅度和相干的变化是独特的白矮星脉冲星AR Sco。ZTF J185139.81+171430.3中的变化可能与AR Sco中的机制相同，应引起注意。
2021-07-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
A comprehensive framework for phase-coherent mapping of the gravitational-wave sky with pulsar timing arrays
Monash University（莫纳什大学）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（引力波发现ARC卓越中心）；Carthage College（卡里奇学院）
本文提出一种相位相干制图方法，用于确定引力波天空的全极化状态，通过方向和频率的函数进行制图，与传统交叉相关方法不同，该方法保留了信号的幅度、相位和极化，为后续分析提供统一框架。
2026-04-21 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Externally-driven plasma models as candidates for pulsar radio emission
来自脉冲星的相干射电辐射起源于沿脉冲星开放磁场线流动的超相对论性和强磁化电子-正电子对等离子体中的激发等离子体波。传统的相干射电辐射模型依赖于这种对等离子体的不稳定性。最近有人提出了替代模型。这些模型呼吁直接耦合的外部电磁场的超光速O-模式（$lt_2$模式）的时间依赖的对级联过程中的极隙。这项工作的目的是提供通用的约束等离子体模型的基础上$lt_2$模式使用现实的脉冲星参数。我们发现，非常短的时间尺度与对级联不允许$lt_{2}$模式被激发在射频和脉冲能量转移只能增加动力学传播（“温度”）的对等离子体粒子。此外，在均匀等离子体条件下，O模式的两个分支上的等离子体波（即，超光速$lt_2$和亚光速$lt_1$）不能逃离等离子体。在强磁化对等离子体中，只有非常模（$t$模）能自由逃逸。我们表明，任何一般的虚拟机制不会导致波电场的$t$模式，以具有优势的取向平行或垂直于磁场平面观察。这种虚构的机制将不可避免地导致信号的去极化，并且不能解释在双极星中观察到的高度极化的单脉冲。我们建议相干曲率辐射作为一个有前途的候选脉冲星射电发射机制。
2022-08-15 astro-ph.HE
Circular polarization in radio pulsar PSR B1451-68: coherent mode transitions and intrabeam interference
脉冲星B1451-68的射电辐射包含两个强度相近的偏振模，产生两条清晰的正交偏振角轨迹。当在庞加莱球上观察时，发射由两个通量补丁组成，这两个通量补丁作为脉冲经度的函数旋转并穿过斯托克斯V极，这导致正交偏振模式（OPM）之间的转换。此外，功率的补丁中的比例被反转一次内的配置文件窗口。结果表明，双折射圆化是由在固定的四分之一波相位滞后下改变模比产生的相干OPM跃迁（COMT）引起的。在射电脉冲星数据中，COMT可能是普遍存在的，并且难以检测，因为它们在极化分数中不会留下痕迹，并且它们由类似于旋转矢量模型的方程描述。与较低频率下的通量最小值一致的圆化要求轮廓分量由具有振荡相位的辐射形成，该振荡相位随着经度以每个分量90度的步长增加。这些性质可以理解为涉及两对线性正交模式（或两个非正交椭圆波）的干涉图案。共面振荡的频率相关相干叠加可以产生脉冲轮廓中的最小值，从而产生作为单独实体的组件的错觉。在这种负干涉之后留下的正交偏振信号解释了通常在轮廓分量之间的最小值中观察到的偏振度的增强。
2020-12-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
The origin of radio pulsar polarisation
射电脉冲星剖面的偏振涉及到许多知之甚少的有趣现象，例如存在相当数量的正交偏振模（OPM），偏振角（PA）曲线强烈扭曲成与旋转矢量模型（RVM）不一致的形状，以及在OPM跳跃处可能最大（而不是零）的强圆偏振V。结果表明，存在可比的OPM和大V的结果从一个相干添加的相位延迟波的自然传播模式，这是由一个入射的线性偏振信号产生的。相干模式求和意味着与非相干情况下已知的偏振特性相反的偏振特性，特别是，OPM跳跃发生在V的峰值处，而V在线性偏振分数L/I的最大值处改变符号。这些特征对于解释各种观测到的偏振效应是必不可少的。它示出的统计特性的发射机制和传播效应可以有效地参数化在一个简单的模型的相干模式添加，这是成功地应用于复杂的偏振现象，如逐步PA曲线的PSR B1913 +16和强烈的扭曲PA曲线内的核心组件的PSRars B1933+16和B1237+25。相干模式的加入打开了一些新的偏振效应的可能性，如反转的相对模态强度，孪生最小值在L/I符合V，45度PA跳跃在弱偏振发射的峰值，环形核心PA失真。的相干性的模式添加的经验处理，使人们有可能超越RVM模型推进脉冲星偏振的理解。
2017-05-25 astro-ph.HE
An algorithm for determining the rotation count of pulsars
我们在这里提出了一个简单的，系统的方法来确定正确的全球旋转计数的射电脉冲星，一个准确的相位相干星历的推导的重要步骤。然后，我们建立在这种方法的基础上，开发了一种新的算法，用于确定全球旋转计数的稀疏定时数据集的卫星。这使得有可能获得相位相干星历表的天文卫星，这一直是不可能的，直到现在。作为一个例子，我们这样做的PSR J 0024 - 7205 aa，一个非常微弱的MSP最近发现的球状星团47图克卡蒙。这种算法有可能大大减少观测次数和跟踪新脉冲星发现所需的望远镜时间。
2018-02-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Coherent Harmonic Summing Pulsar Search Code
National Radio Astronomy Observatory（国家射电天文台）
本文提出开源Julia脉冲星搜索代码，通过重构脉冲轮廓提升脉冲星恢复率，在CPU和GPU上均比riptide、PRESTO的对应算法更快，且阈值不受红噪声影响。
2026-10-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Long-term timing and emission behavior of the young Crab-like pulsar PSR B0540-69
通过对Rossi X射线定时探测器15.8年的观测数据的分析，给出了年轻脉冲星PSR B 0540 -69的定时解和自旋性质。我们进行了部分相位相干时序分析，以减轻显着的影响，在这个脉冲星的时序噪声。我们还在数据集的大子集上执行完全相干的定时，以达到更精确的解决方案。除了先前报道的第一个故障经历的脉冲星，我们发现第二个故障，发生在MJD 52927 $\pm$ 4，与分数的变化，自旋频率$Δν/ν= (1.64 \pm 0.05) \times 10^{-9}$和自旋下降率$Δ\dotν/\dotν = (0.930 \pm 0.011) \times 10^{-4}$（从我们的完全相干分析）。我们测量的制动指数是一致的，在整个数据跨度，平均值$n = 2.129 \pm 0.012$，从我们的部分相干时序分析。我们还研究了这颗脉冲星的发射行为，没有发现明显的通量变化、耀斑、爆发型活动或脉冲轮廓形状变化的证据。虽然有强有力的证据证明PSR B 0540 -69与蟹状星云脉冲星的相似性，但它们在几个方面存在差异，包括毛刺活动，PSR B 0540 -69可以说类似于其他一些非常年轻的脉冲星。很明显，控制这些新近诞生的中子星的形成、演化和内部结构的特定过程可以有很大的不同，这反映在它们的观测特性上。
2015-10-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Decoding the nature of Coherent radio emission in Pulsars I: Observational constraints
本综述系统总结了普通脉冲星相干射电发射的观测约束，指出高度偏振、圆偏振、频谱变化及子脉冲漂移等特征，提出由部分屏蔽间隙产生的非稳态多组分等离子体流的相干曲率辐射是最可行的发射机制。
2024-05-31 astro-ph.HE
Unraveling the early universe's equation of state and primordial black hole production with PTA, BBN, and CMB observations
该研究联合 PTA、BBN 与 CMB 数据，提出在暴胀后引入软 EoS 时期以抑制 SIGWs 解释中的 PBH 过度产生，并证明其可同样好地拟合 PTA 观测。
2024-09-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Emission properties of 5 pulsars in the death-valley and implications on death line models
本文在真空和部分屏蔽电压间隙模型下研究了死亡谷中5颗濒死脉冲星的射电辐射性质，发现其辐射特征与正常脉冲星相似且呈现多火花证据，挑战了单火花死亡线模型的预期。
2025-07-14 astro-ph.HE
On Ultra-long Period (53.8 min) Pulsar ASKAP J1935+2148: Coherent Radio Emission Triggered by Local Superstrong Magnetic Reconnection
本文提出 ASKAP J1935+2148 的超长周期源于具有局部超强磁场的正常脉冲星经相对论粒子风制动演化而来，并认为其相干射电辐射由局部磁重联触发，而非自转供能放电。
2025-08-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
The first detection of a pulsar with ALMA
脉冲星是中子星，是恒星超新星爆炸后留下的恒星尸体，其质量约为太阳的十倍，密度与原子核相当，旋转周期从几毫秒到几秒，并具有比地球强数千亿倍的磁场，粒子被加速到相对论状态，产生整个光谱的电磁辐射。虽然人们普遍认为脉冲星的无线电发射本质上是相干的，而从光学到高能$γ$射线的发射是由于不相干的过程，但还没有确定在哪个波长发生过渡，这是脉冲星磁层所有发射模型的关键信息。当然，要解决这个问题，覆盖高频无线电波和中红外之间的光谱区域至关重要。我们使用阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）观测船帆座脉冲星（PSR\，B 0833 $-$ 45），这是在无线电中观测到的极少数脉冲星之一，从中红外线到非常高能量的$γ$射线。我们在97.5，145，233，343.5 GHz的频率上探测到船帆座，发现它的能量密度谱遵循谱指数$α= -0.93 \pm 0.16$的幂律。ALMA光谱对应于非常高的亮度温度-从$10^{17}$到$10^{15}$ K -表明相干辐射过程仍然有助于mm/sub-mm发射。因此，这是第一个表明相干发射的迹象，而不是起源于卫星的无线电。与此同时，我们确定了一个扩展的结构，初步发现在地面观测。我们支持将其解释为从脉冲星突出的反喷流。
2018-02-12 astro-ph.HE
Pulsar Radio Emission Mechanism: Radio Nanoshots as a Low Frequency Afterglow of Relativistic Magnetic Reconnection
在这封信中，我们提出蟹状星云、其他年轻的高能双星和毫秒双星的相干射电发射是在光柱之外的磁层电流片中产生的。我们进行了全球和局部的二维动力学等离子体模拟的重联来说明相干发射机制。在非常有效的等离子体团为主的制度，在电流片超出轻圆柱的重新连接进行，和电流层被分割成一个动态链的等离子体团进行连续的合并。足够大的等离子体团的合并产生次级垂直电流片，这也是等离子体团不稳定的。等离子体团相互碰撞以及与上游磁场的碰撞会喷射出快磁声波，这些快磁声波穿过背景场向上游传播，并成功地从等离子体中逃逸，成为落在无线电波段的电磁波。这个模型成功地解释了许多重要的特点，观察到的无线电发射从螃蟹和其他天体与高磁场在光柱：相位重合的高能量发射，纳秒持续时间（nanoshots），和极端的瞬时亮度的个人脉冲。
2019-02-20 astro-ph.HE
Coherent Emission Mechanisms in Astrophysical Plasmas
本文综述了射电天文源相干辐射的三个已知例子：等离子体辐射、电子回旋脉泽辐射和脉冲星射电辐射。
2017-07-07 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Characterising the rotational irregularities of the Vela pulsar from 21 yr of phase-coherent timing
脉冲星显示出两类旋转不规则性，可以用来理解中子星内部和磁层：毛刺和定时噪声。在这里，我们提出了一个分析船帆座脉冲星跨越近21年的观测，包括8个毛刺。我们确定的相对脉冲数的毛刺之间的所有观测，与唯一的脉冲数的模糊性存在的毛刺事件。我们使用相位相干的定时解决方案，同时建模的定时噪声和毛刺在贝叶斯框架，使我们能够选择首选的模型。我们发现，毛刺可以用自旋频率的永久和瞬时变化来描述，即，频率导数无阶跃变化。对于所有的毛刺，我们只需要自旋频率的两个指数衰减变化来模拟瞬态分量。与以往的研究相比，我们发现，占主导地位的瞬态成分衰减在一个共同的$\approx$ 1300 d的时间尺度上，并且一个较大的分数（$\gtrsim 25\%$）的毛刺幅度与这些瞬态成分。我们还检测到较短的持续时间的瞬态成分的$\approx$ 25天，如前所述，但有限的灵敏度，以较短的持续时间的事件，我们的观察节奏。时序噪声是由一个陡峭的幂律过程，是独立的毛刺和次显性毛刺恢复。制动指数被限制为$<$ 8，置信度为95%。该方法可用于鲁棒地测量其他天线中的毛刺和定时噪声的特性。
2016-04-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Unraveling the emission mechanism powering long period radio transients from interacting white dwarf binaries via kinetic plasma simulations
本研究通过动理学等离子体模拟，证明相对论性电子回旋脉泽不稳定性是白矮星- M矮星双星系统产生长周期射电暂现源相干射电脉冲的可行机制，并首次量化了非线性状态下的ECMI，为解释观测谱和系统建模奠定基础。
2025-09-10 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Repeating FRBs reveal the secret of pulsar magnetospheric activity
本文提出重复FRBs源于脉冲星磁层中恒星震动产生的带电粒子团沿弯曲磁场外流并发生相干曲率辐射，用以解释其时频漂移、窄带及偏振特性。
2023-12-09 astro-ph.HE
On the origin of a highly-dispersed coherent radio burst
我们讨论了在帕克斯多波束脉冲星巡天（PMPS）中发现的高色散射电瞬态的可能来源。该脉冲的色散测量值为$746\mathrm{cm}^{-3}\mathrm{pc}$，观测到的脉冲宽度为7.8 ms时，峰值通量密度为400 mJ y，并且在以1374 MHz为中心的288 MHz频带上具有平坦的频谱。平坦的光谱表明，脉冲并不是来自脉冲星，而是与无线电发射的磁星光谱一致。后续爆发的未检测限制了任何可能的脉冲星周期为$\gtrsim1$ s，脉冲能量分布比典型的巨脉冲发射脉冲星要平坦得多。这种爆发也与理论上从湮灭的小型黑洞发出的无线电信号相一致。外推PMPS检测率，提供了对这些对象的密度的$Ω_{BH}\lesssim5\times10^{-14}$限制。我们调查的一致性，这两种情况下，加上其他几种可能的解决方案，作为潜在的解释脉冲的起源，以及具有类似属性的另一个瞬态：洛里默突发。
2012-06-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Inverse Compton model of pulsar high energy emission
我们再现的宽带光谱的螃蟹脉冲星，从紫外线到非常高的能量伽马射线-近十年的能量，在回旋自康普顿模型的框架内。发射是由两个对流光束在外部间隙内产生的，距离大于$\sim$ 20 NS半径。向外移动的射束通过多普勒增强器回旋加速器发射产生UV- $X$ -射线光子，并且通过康普顿散射由向内行进的射束产生的回旋加速器光子产生GeV光子。散射发生在深层克莱因-西名制度，从而IC组件提供了一个直接测量磁层内的粒子分布。所需的等离子体多重性很高，$\sim 10^6-10^7$，但与注入脉冲星风星云的平均粒子通量一致。康普顿散射在克莱因-西名机制中的重要性也意味着外隙中对产生的重要性。我们认为外隙是脉冲星磁层中电子对的重要来源。脉冲星磁层中粒子的回旋运动可能是由于粒子流在异常回旋共振时相干发射无线电波而激发的。因此，从相干无线电波到非常高能量的$γ$射线（能量接近18个十年），蟹状星云的整个非热辐射范围可能是相互依赖的辐射过程的表现。目前的模型，以及有利于IC散射的观测证据（Lyutikov et al. 2012; Lyutikov 2012），表明逆康普顿散射可能是大多数恒星的主要高能发射机制。
2012-08-27 astro-ph.HE
TRAPUM search for pulsars in supernova remnants and pulsar wind nebulae -- I. Survey description and initial discoveries
TRAPUM项目用MeerKAT望远镜以干涉波束形成技术搜寻超新星遗迹等关联脉冲星，发现两颗新脉冲星，助力理解中子星诞生率与年轻脉冲星能量学。
2024-05-20 astro-ph.HE
Refining pulsar radio emission due to streaming instabilities: Linear theory and PIC simulations in a wide parameter range
解释脉冲星射电相干辐射的几个重要机制依赖于脉冲星磁层中相对论对等离子体的流（或束）不稳定性。然而，仍然不清楚流不稳定性本身是否足以解释观测到的相干无线电发射。由于脉冲星磁层中存在的相对论条件，动力学不稳定性可能会被淬灭。此外，关于特定模型相关参数的不确定性阻碍了关于这个问题的结论。我们的目标是限制可能的参数范围内的流不稳定性可能导致脉冲星无线电发射，重点是强和弱光束模型之间的过渡，光束漂移速度，以及温度依赖性的光束和背景等离子体成分。我们解决了一个线性相对论动力学色散关系适合脉冲星的条件下，在一个更一般的方式比以前的研究，考虑更广泛的参数范围。通过与相对论动力学粒子模拟（PIC）的比较，验证了分析结果。我们得到的增长率作为背景和光束密度，温度和流速的函数，同时找到一个显着的协议的线性色散预测和数值模拟结果在很宽的参数范围内。单调增长被发现时，增加的光束与背景的密度比。随着束流速度的增加，生长速率先增加，达到最大值，然后在较高的束流速度下再次减小。一个单调的依赖于等离子体温度被发现，表现在一个渐近行为时，达到较冷的温度。通过计算分数带宽，我们证明了所产生的波是相位相干的。我们提供了一个明确的参数范围内的等离子体条件，有效的脉冲星无线电发射。
2021-03-22 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Quasi-periodic pulse amplitude modulation in the accreting millisecond pulsar IGR J00291+5934
本文介绍了一种分析吸积毫秒X射线天体相干脉动非周期变化的新方法。我们的方法涉及应用复杂的频率校正的时域光变曲线，允许在频域中鲁棒地提取脉冲幅度的非周期性调制。我们讨论的调制光谱的统计特性，并显示它如何可以与非脉冲发射，以确定是否周期性和非周期性的变化耦合的过程。利用这种方法，我们研究了由Rossi X射线定时探测器和XMM-Newton观测到的吸积毫秒X射线脉冲星IGR J 00291 +5934的598.88 Hz相干脉动。我们证明，我们的方法很容易证实已知的脉动和一个强大的8兆赫QPO在XMM-牛顿观测之间的耦合。应用我们的方法对RXTE观测，我们进一步表明，第一次，更弱的20 mHz QPO和它的谐波也耦合脉动。我们讨论了这种耦合的影响，并指出它可能被用来提取新的信息的基础吸积过程。
2017-07-20 astro-ph.HE
