Formation of Millisecond Pulsars from Intermediate- and Low-Mass X-ray Binaries
本文系统地研究了由质量为$1.0-6.0 M_{\odot}$和质量为$1.0-1.8 M_{\odot}$的吸积中子星组成的中低质量X射线双星的演化。在我们的计算中,我们考虑到物理过程,如不稳定的磁盘吸积,无线电喷射,碰撞引起的脱离,和流出的$L_{2}$点。将计算结果与射电双星的观测结果进行了比较,得到了以下结果。(1)在初始轨道周期-施主质量平面上形成双星的允许参数空间随中子星质量的增加而增加。这可能有助于解释为什么一些轨道周期长于$\sim 60$天的MSP似乎比预期的质量更少的白矮星。或者,这些宽双星中的一些可能是通过行星/棕矮星共同包层演化驱动的质量转移形成的。(2)致密双星中的一些双星可能是从具有异常磁制动的中等质量X射线双星演化而来的。(3)低质量X射线双星中中子星的平衡自旋周期通常比观测到的双星自旋周期短一个数量级以上,这表明简单的平衡自旋模型不适用,或者有其他机制/过程使中子星向下自旋。
2012-07-12 astro-ph.HE
On Pulsar-Driven Mass Ejection in Low-Mass X-ray Binaries
在低质量X射线双星(LMXB)中,由射电脉冲星活动驱动的质量喷射在X射线静止期的证据越来越多。本文通过比较毫秒脉冲星的辐射压力与内拉格朗日点或周围吸积盘的气压,讨论了物质抛射的条件。我们计算了脉冲星的临界自旋周期,在此周期之下,物质抛射是允许的。结合传质速率的演化,给出了系统轨道周期的约束条件。我们表明,质量喷射可能发生在宽和紧凑的LMXB。前者可能是由于吸积盘中的热不稳定性引起的瞬态吸积,后者可能是由于辐射驱动的质量转移循环。
2011-08-24 astro-ph.HE
Radio pulsars with expected gamma radiation and gamma pulsars as pulsating radio emitters
脉冲星作为高能致密射电、X射线和伽马射线源,在天体物理学中起着至关重要的作用。我们以前的工作表明,费米γ射线空间望远镜板上的大面阵望远镜(LAT)发现的脉冲γ源射电星在光柱附近有很高的磁场值,比射电星的磁场强2 ~ 3个数量级:$\log B_{lc}$(G)分别为3.60-3.95和1.75。此外,它们的自转能量损失也比主射电星系群的相应值平均高三个数量级:$\log \dot E$(erg/s)= 35.37-35.53和32.64。找到了γ射线光度与射电光度之间的相关性,从而可以从所有已知的射电天体集合中,以较高的概率选择出可被探测为γ射线天体的天体。我们给出了这类射电天体的清单,并建议从这些天体中寻找γ辐射。另一方面,已知的伽玛射线源星表中包含了一些目前还不被称为射电射线源的源。它们中的一些具有较大的伽马光度值,根据所获得的相关性,我们可以预期这些物体会发出明显的无线电辐射。我们给出了这样的恒星的列表和预期的通量密度,以寻找频率为1400和111 MHz的辐射。
2017-12-17 astro-ph.HE
Discovery of a Young Gamma-ray Pulsar Associated with an Extended TeV Gamma-ray Source
自2008年6月发射以来,\emph{Fermi}伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜(LAT)极大地增加了我们对伽马射线天体的了解。其精细的点扩散函数和大的有效面积,结合时间差分方法,使其成为第一台能够发现新的伽马射线天体群的伽马射线仪器。我们将介绍最近发现的最年轻的(~4600年)无线电安静的伽玛射线脉冲星发现的盲频率搜索到目前为止:PSR J1022-5746,脉冲星与扩展TeV源。我们还提出了多波长观测的源,包括X射线观测。
2009-12-19 astro-ph.HE
Constraints on Undetected Long-Period Binaries in the Known Pulsar Population
本研究评估了脉冲星拥有未知长周期双星伴星的可能性,通过分析自转频率导数等计时效应对未探测双星的性质范围施加限制,发现部分脉冲星无法排除拥有黑洞伴星的可能,并指出特定轨道周期的候选者可在未来5-10年内被探测到。
2023-05-05 astro-ph.HE
Gamma-ray binaries: microquasars and binary systems with pulsar
在高能(HE,E > 100 MeV)和/或甚高能(VHE,E > 100 GeV)伽马射线下已经探测到几个双星系统。其中一些是X射线双星,其中吸积为相对论性射电喷流提供能量,并为非热发射提供动力(即,微类星体),而在其他的能量来自年轻脉冲星的风,而不是吸积。虽然这些系统的动力机制不同(吸积与脉冲星风),但它们都是无线电,X射线和伽马射线发射器,并且有一个高质量的明亮伴星(O或B),这是IC散射的种子光子和强子相互作用的目标核的来源。我在这里回顾了一些主要的观测结果的非热辐射的X射线双星,以及一些建议的方案来解释生产的伽马射线。
2011-01-25 astro-ph.HE
Tracking Down the Highest Spindown Power Gamma-ray Pulsars
在第一个费米大面积望远镜(LAT)的伽玛射线脉冲星目录中报告了46颗伽玛射线脉冲星。从那以后,又看到了40多个。一个简单但有效的伽马射线探测能力的品质因数是sqrt(Edot)/d^2,其中Edot是脉冲星的自旋下降功率,d是距离。我们正在寻找尚未发现的最佳伽马射线候选者。本文给出了几个新的高自旋功率的临近γ射线双星的时间和光谱分析结果。我们还更新了一些人口分布图,为第二费米LAT伽玛射线脉冲星目录的准备。
2011-10-06 astro-ph.HE
Characterizing X-ray properties of the gamma-ray pulsar PSR J1418$-$6058 in the Rabbit pulsar wind nebula
利用Chandra和XMM-Newton观测资料对兔脉冲星风星云中的脉冲星PSR J1418 $-$ 6058进行了X射线研究。用120-ksXMM-牛顿数据进行的精细定时分析发现,在$P\approx110$ ms处存在显著的($p\approx10^{-7}$)脉动,这与费米大面积望远镜(LAT)测量的结果一致。在钱德拉的图像中,我们发现脉冲星周围的扩展发射类似于年轻PWNe中其他恒星周围的扩展发射,这进一步证明PSR J1418 $-$ 6058和兔子PWN之间的关联。脉冲星的X射线谱是硬的,与软伽马射线谱相似。因此,PSR J1418 $-$ 6058可以添加到软伽马射线源的列表。
2020-02-15 astro-ph.HE
Pulsar-Black Hole Binaries in the Galactic Center
由脉冲星和黑洞(BH)组成的双星是天体物理学的圣杯,因为它们对恒星演化具有重要意义,并且可以作为强引力的探测器。尽管对银河系及其球状星团系统进行了广泛的调查,但迄今为止还没有发现脉冲星-黑洞(PSR-BH)双星。因此,非常需要了解这种系统可能存在于何处。我们表明,如果围绕Sgr A* 的中央秒差距窝藏一个集群的~25,000恒星BH(质量分离参数预测),如果它也是丰富的回收脉冲星双星(通过类比球状星团),那么三体交换相互作用应该产生PSR-BH在银河系中心。对这些双星的形成率和生存时间的简单估计表明,今天应该有一些PSR-BH存在于中央秒差距。该机制对PSR-BH的性质作出了独特的预测:1)该双星将驻留在Sgr A* 的约1 pc范围内; 2)脉冲星将被回收,周期约为1 ~几十毫秒,低磁场B<~10^10 G; 3)该双星将具有高偏心率,e~0.8,但散射大;(4)双星相对较宽,半长轴a_b~0.1 - >~ 3AU。因此,PSR-BH双星的潜在发现为深入高频无线电搜索银河系中心的回收彗星提供了强大的动力。
2011-03-30 astro-ph.HE
Large-scale flow dynamics and radiation in pulsar gamma-ray binaries
几个伽马射线双星显示出扩展的X射线发射,这可能与外流与介质的相互作用有关。其中一些系统是,或者可能是,高质量的双星,里面有年轻的非吸积双星,恒星风和脉冲星风在其中碰撞,产生强大的外流,应该在周围介质的某个点终止。这项工作研究的演变和终止,以及相关的辐射,在高质量的双星托管强大的恒星产生的冲击风流。一个表征,以前的数值计算工作的基础上,给出了恒星/脉冲星风的相互作用。然后,分析研究了冲击流的进一步演化及其对周围介质的动力学影响。最后,预期的非热发射从流动终端激波,可能占主导地位的发射区域,计算。冲击风结构,最初强烈不对称,成为一个准球形,超音速膨胀的泡沫,其能量来自脉冲星和质量来自恒星风。这个气泡最终在~pc尺度上与环境相互作用,产生反向冲击,有时是正向冲击。非热轻子辐射在反向激波中是有效的。无线电辐射预计是微弱的,而X射线可以很容易地达到可检测的通量。在非常低的磁场和大的非热发光度下,伽马射线也可能是重要的。我们的结论是,恒星/脉冲星风相互作用的复杂性很可能是平滑的二元系统,风混合流加速,并最终终止在一个强大的反向冲击外。这种冲击波可能是在某些双星系统中观测到的扩展X射线的背后。对于非常强大的脉冲星,部分未受冲击的脉冲星风可能直接与大尺度环境相互作用。
2011-10-14 astro-ph.HE
Gamma-ray binaries as non-accreting pulsar systems
伽玛射线双星LS 5039和LS I +61 303已经被切伦科夫望远镜在TeV能量下探测到,表现出与轨道周期相关的周期性行为。这些伽马射线双星系统最近也被费米伽马射线望远镜在GeV能量下探测到,GeV和TeV的观测组合提供了预期和令人惊讶的结果。我们总结了这些结果,也考虑到多频率的情况下,从脉冲星系统的角度。我们讨论了脉冲星风/星风冲击,或脉冲星风区过程导致粒子加速到足以发射TeV光子的模型的相似性和差异。我们详细讨论了目前的观测检测吸积线或脉动从这些对象的警告。我们还评论的可能性,了解GeV的TeV的排放从这些二进制与2组件的贡献,他们的光谱。我们表明,这将是可能的,以适应正常的脉冲星发射和GeV / TeV通量随轨道相位。我们指出了这个想法的几个方面,目前正在采取的数据进行测试。
2010-08-03 astro-ph.HE
Constraining pulsar gap models with light-curve shapes of a simulated gamma-ray pulsar population
费米伽马射线太空望远镜已经发现了许多伽马射线天体,既有射电大声的天体,也有射电安静或射电微弱的天体,这些天体是通过盲期搜索确定的。后者可能具有源自磁层高海拔的伽马射线束,导致与无线电波束很少或没有重叠。高能辐射的指数截止也表明伽马射线起源于中海拔或高海拔地区。人口合成提供了手段来研究两个互补方面的伽玛射线脉冲星人口:能量和光变曲线形态。后者(峰多重性、位置、分离、不对称性等)可用于约束射束的几何形状(它们在开放磁层内的起源、辐射区域随脉冲星功率和年龄的演变.)。它也可以用来约束的加速器模型的框架内的脉冲星的准直性和方向。我们提出了新的模拟和光变曲线分析的初步结果表明,费米脉冲星的样本保留了大部分的几何信息的父伽马射线脉冲星人口。
2010-02-01 astro-ph.HE
A search for counterparts of gamma-ray pulsars detected by the FERMI Large Area Telescope
这篇论文被撤回了。
2009-08-12 astro-ph.HE
Modeling the Pulse Profiles of Millisecond Pulsars in the Second LAT Catalog of gamma-ray Pulsars
使用费米LAT和全球无线电定时解决方案提供的3年巡天数据,从~40毫秒射电星(MSP)中检测到了显著的伽马射线脉动。我们已经适合这些MSP的无线电和伽马射线脉冲轮廓使用几何版本的槽隙和外间隙伽马射线发射模型和无线电锥和核心模型。对于无线电和伽马射线峰值对齐的MSP,我们还探讨了低空槽隙伽马射线模型和焦散无线电模型。最佳拟合参数提供了对观察几何形状和发射部位的约束。虽然确切的脉冲星磁层几何形状是未知的,我们可以使用已知的伽马射线MSP的数量增加,以寻找人口的显着趋势,平均超过这些不确定性。
2012-10-04 astro-ph.HE
On the difference between gamma-ray-detected and non-gamma-ray-detected pulsars
我们比较年轻的,充满活力的伽玛射线探测和非伽玛射线探测的恒星的无线电剖面宽度。我们发现,后者通常有更广泛的无线电配置文件,与两个样本之间的边界表现出依赖于旋转能量损失率。我们还发现,在伽马射线检测到的脉冲星样本中,射电剖面宽度与主伽马射线峰的间隔和窄伽马射线分量的存在相关。这些研究结果使我们提出,这些恒星形成一个单一的人口,其中的主要因素决定伽马射线探测的旋转能量损失率和接近的视线旋转轴。对于有和没有可探测到的伽马射线的射电望远镜,预期的磁倾角分布将是不同的,自然导致观察到的差异。我们的研究结果还表明,现有的无线电和外磁层伽马射线发射模型的几何形状至少在定性上是现实的,这意味着有关的观察几何形状的信息可以从轮廓属性的恒星。
2016-09-22 astro-ph.HE
The Einstein@Home Gamma-ray Pulsar Survey. I. Search Methods, Sensitivity and Discovery of New Young Gamma-ray Pulsars
我们报告的结果,最近的一个盲目的搜索调查的伽马射线天体费米大面积望远镜(LAT)的数据正在进行的分布式志愿者计算系统,爱因斯坦@家。该调查已经在118个不明脉冲星样源中搜索了脉冲,需要大约10,000年的CPU核心时间。总的来说,这次调查发现了17个新的伽马射线天体,其中13个是本工作中新报道的,以及一份附带的论文。这些恒星都是年轻的、孤立的恒星,其特征年龄在12 kyr到2 Myr之间,自旋下降的功率在$10^{34}$和$4\times10^{36}$ erg/s之间。其中两颗是目前已知的旋转速度最慢的伽马射线天体。一颗脉冲星在费米任务期间经历了一次非常大的故障$Δf/f \approx 3.5\times10^{-6}$。在这篇文章中,我们描述了在这次调查中使用的搜索方案,并估计了我们的搜索在不明费米LAT源脉动的灵敏度。一个这样的估计结果是,与Cas A超新星遗迹相关的伽马射线源的脉冲发射的比例上限为57%,这限制了中子星在其中心产生的脉冲伽马射线光子通量。我们还提出了精确的时间分析的结果,为每一个新发现的恒星。
2017-01-09 astro-ph.HE
Latest results on gamma-ray pulsars with Fermi
费米大面积望远镜(LAT)自2008年以来一直在扫描伽马射线天空。LAT探测到的伽马射线星的数量现在超过200个,使它们成为迄今为止银河系最大的伽马射线发射体。我讨论了LAT最新发现的一些脉冲星,特别是自Pass 8数据发布以来发现的脉冲星。
2017-06-05 astro-ph.HE
Magneto-Active Environments in Pulsar Binaries with the MeerKAT Telescope: I. Pulsar sample and their basic properties
University of Cape Town(开普敦大学);Tsinghua University(清华大学);SKA Observatory(平方公里阵列射电望远镜天文台);INAF-Osservatorio Astronomico di Cagliari(意大利国家天体物理研究所卡利亚里天文台);University of Botswana(博茨瓦纳大学);McGill University(麦吉尔大学)
本文利用MeerKAT望远镜观测了三个脉冲星双星系统,研究其极化特性、色散测量、旋转测量和散射时间,揭示了磁离子环境中等离子体的传播效应及磁结构特征。
2026-04-02 astro-ph.HE
The Second Fermi Large Area Telescope Catalog of Gamma-ray Pulsars
该目录总结了117个高置信度> 0.1 GeV的伽马射线脉冲星探测,使用费米卫星上的大面积望远镜(LAT)获得的三年数据。其中一半是使用LAT数据发现的中子星,通过对LAT非关联源位置周围的伽马射线和射电数据进行周期性搜索。这117个星座平均分为三组:毫秒星座、年轻的无线电大声星座和年轻的无线电安静星座。我们描述的脉冲轮廓和能量谱,并推导出光度时的距离信息存在。离峰相位间隔的光谱分析表明,可能的脉冲星风星云发射的四个恒星,和离峰磁层发射的几个年轻和毫秒的恒星。我们比较了伽马射线的性质与那些在无线电,光学和X射线波段。我们提供了没有观测到伽马射线发射的类星体的通量极限,突出了少量的伽马微弱,无线电大声的类星体。大的,不同的伽玛射线脉冲星样本约束发射模型。费米的选择偏差补充了那些无线电调查,加强与预测的人口分布的比较。
2013-09-24 astro-ph.HE
Fermi pulsar revolution
2009年是伽马射线脉冲星天文学的非凡一年,2010年也有望同样出色。我们不仅记录了在伽马射线中探测到的伽马星数量的惊人增长,而且我们还见证了新的子家族的诞生:首先是无线电安静伽马伽马星,后来是数量不断增长的毫秒伽马星,这真是一个惊喜。我们从7颗伽马射线发射中子星(6颗射电双星和Geminga)的样本开始,现在Fermi-LAT收获包括24颗“Geminga样”新伽马射线双星,12颗毫秒双星和大约30颗射电双星。此外,针对LAT不明来源的无线电搜索产生了18个新的无线电毫秒级射电望远镜,其中几个已经在伽马射线中检测到。因此,目前伽马射线发射中子星家族似乎平均分为经典射电射电星、毫秒射电星和射电宁静中子星。
2010-09-13 astro-ph.HE
Wide radio beams from gamma-ray pulsars
我们从已知的星群中选取两个样本,研究正常星群和毫秒星群的射电和γ射线辐射特性。第一个是样本G,它包含了可以在费米大面积望远镜的伽马射线数据的盲搜索中检测到的伽马射线。第二个样本R包含在盲无线电搜索中可检测到的恒星,其自旋下光度Edot > 10^{34} erg/s。我们分析了具有可检测的无线电脉冲的伽马射线选择的样品G的部分和具有可检测的伽马射线脉冲的无线电选择的样品R的部分。我们的35个样本G卫星中有20个已经观测到了无线电脉冲。这就排除了低空极冠波束模型,如果像目前认为的那样,伽马射线束产生于外磁层并且非常宽的话。我们进一步发现,对于最高Edot辐射,无线电和伽马射线束具有可比的聚束因子,即,当恒星旋转时,光束覆盖的天空区域相似。对于低Edot伽马射线辐射的恒星来说,无线电波束大约有伽马射线天空覆盖范围的一半。这些结果表明,对于高Edot年轻和毫秒的脉冲星,无线电发射起源于宽光束从地区高的脉冲星磁层,可能接近零电荷表面和伽马射线发射区。此外,它表明,对于这些高Edot恒星,如在伽马射线的情况下,在无线电配置文件中的功能表示焦散线的发射光束图案。
2010-05-11 astro-ph.HE
Formation and Evolution of Ultraluminous X-ray Pulsar Binaries to Pulsar-Neutron Star and Pulsar-White Dwarf Systems
最近的观测和理论研究表明,某些超铝X射线(ULX)源可能含有中子星(NS)吸积体。然而,NS ULX的施主星的形成通道和性质仍然不确定。采用非保守和旋转相关的原始双星演化的质量转移模型,我们系统地研究了如何形成脉冲星ULX的观测脉冲星ULX。我们的模拟结果表明,脉冲星ULXs与Be星和中等或/和高质量的捐助者匹配观测到的视光度,轨道周期和观测指示的捐助者质量的已知脉冲星ULXs。具有Be和中间供体的ULX是主要贡献者。吸积引起的WD坍缩路径对NS ULX的贡献为4.5%,4.0%的NS ULX是通过电子俘获超新星(SNe)形成的,91.5%的NS ULX是通过核坍缩SNe形成的。我们还研究了脉冲星ULX到双致密星系统的演化。我们没有发现NS-黑洞系统(在哈勃时间合并),从脉冲星ULX演变。通过脉冲星ULX演化的脉冲星-白矮星(WD)事例对整个NS-WD引力波源有重要贡献。在所有LISA NS-WD和NS-NS源中,经历脉冲星ULX的脉冲星WD和脉冲星NS病例的贡献分别为$\sim$ 40%和11%。不同模型的蒙特卡罗模拟噪声给出了不可忽略的不确定性。
2020-10-23 astro-ph.HE
Retrograde Accretion Disks in High-Mass Be/X-ray Binaries
我们已经编制了一个全面的麦哲伦星系X射线观测数据库,其中包含了{ \it XMM-Newton}、{ \it Chandra}和{ \it RXTE}在1997-2014年期间进行的所有观测。本文利用小麦哲伦云中53个大质量Be/X射线双星的观测数据,证明了自旋下降双星的自旋周期导数与自旋周期的分布与吸积自旋上升双星的自旋周期导数与自旋周期的分布没有任何区别。不可避免的结论是,向上和向下的样本来自同一个连续的母体,因此,在18年的时间里向下旋转的Be/X射线天体实际上是从逆行盘中吸积的。在它们的旋转周期-周期导数图中,存在数量大致相等的逆时针和逆行盘支持Be/X射线双星的新演化情景。
2017-04-20 astro-ph.HE
Radio emission from high-mass binaries with non-accreting pulsars
拥有非吸积脉冲星的双星系统是有效的非热辐射源,从无线电到伽马射线。这种宽带辐射被认为来自伴星和脉冲星风碰撞的区域。这种震源类型的典型例子是PSR B1259 $-$ 63。高能辐射探测的是二元尺度的激波结构,而射电辐射则产生于系统之外,在受冲击的恒星风和脉冲星风可能由于流体动力学不稳定性而混合的区域。理解冲击流的演化强烈依赖于低能辐射的适当表征。我们已经进行了数值计算的无线电发射产生的高质量的双星托管一个年轻的脉冲星。采用处方的系统中的冲击流和非热粒子注入,我们已经产生了合成的无线电发射图,可以与观测进行比较。初步结果表明,发射的整体流量应该是相当缓慢的,与脉冲星风磁化在冲击高于孤立的脉冲星。
2011-03-15 astro-ph.HE
Emission mechanism of GeV-quiet soft gamma-ray pulsars; A case for peculiar geometry?
GeV宁静软γ射线脉冲星是一种新的年轻的下自旋动力脉冲星,它的光谱翻转出现在~ 10 MeV附近,20 keV以下的X射线光谱可用幂律描述,光子指数约为1.2,X射线/软γ射线波段的光变曲线为单宽脉冲。它们的发射特性不同于普通的γ射线双星,$νF_ν$的谱峰出现在GeV的能带内,X射线/γ射线光变曲线有尖锐的和双峰(或多峰)。本文讨论了GeV宁静软γ射线星的X射线/软γ射线辐射是由磁对产生过程中产生的电子/正电子对的同步辐射引起的。在我们的模型中,观测几何是区分正常伽玛射线源和软伽玛射线源的关键因素。我们的模型表明,软伽玛射线天体的磁倾角($α$)和地球视角($β$)之间的差异很小,因此来自极帽区周围高磁场区的同步辐射在观测到的辐射中占主导地位。此外,软伽马射线脉冲星的倾角相对较小,为$α\leq 30$ ~度,我们的视线在外隙中通过曲率辐射过程发射的伽马射线束之外。我们还分析了四个软γ射线源的六年$Fermi$数据,以确定GeV通量的上限。
2014-08-27 astro-ph.HE
Fermi-LAT searches for gamma-ray pulsars
费米卫星上的大面积望远镜(LAT)是第一个通过伽马射线发射直接发现彗星的伽马射线仪器。LAT在其前三年探测到的117颗伽马射线天体中,大约有三分之一是在伽马射线数据的盲搜索中发现的,其中大多数是目前射电望远镜无法探测到的。我回顾了一些关键的LAT结果,并强调了伽马射线(与无线电相比)搜索所面临的具体挑战,其中大部分来自长而稀疏的数据集和广泛的,依赖能量的点扩散函数(PSF)的LAT。我讨论了一些正在进行的LAT搜索伽玛射线毫秒彗星(MSP)和伽玛射线彗星周围的银河系中心。最后,我概述了未来的伽玛射线脉冲星发现的LAT进入其扩展的任务阶段,包括LAT观测配置文件的可能修改的优势的前景。
2012-10-29 astro-ph.HE
INTEGRAL & RXTE View of Gamma-ray Binaries
伽马射线双星是具有伽马射线辐射的X射线双星。它们的多波长发射范围从无线电,光学,X射线到非常高的能量(TeV)。X射线辐射对于理解伽马射线双星的性质至关重要。INTEGRAL和RXTE已经覆盖并监测了硬X射线和软X射线中的大多数伽马射线双星。在这里,我们报告的结果,几个伽玛射线双星和可能的伽玛射线双星的INTEGRAL和RXTE。
2013-02-21 astro-ph.HE
Prediction of radio-quiet gamma-ray pulsar distances using the Fundamental Plane relation
本文结合基本面关系与随机森林、支持向量回归等机器学习方法,首次直接利用伽马射线辐射预测62颗射电宁静脉冲星距离,并验证其与已知测量和分布相符。
2025-05-15 astro-ph.HE
X-ray studies of the gamma-ray pulsar J1826-1256 and its pulsar wind nebula with Chandra and XMM-Newton
我们分析了XMM-牛顿和钱德拉对伽马射线射电宁静脉冲星J1826-1256及其脉冲星风星云的观测档案。脉冲星的光谱可以用光子指数为$Γ\approx1$的幂律模型来描述。我们发现,星云光谱软化与距离的脉冲星,这意味着同步冷却。根据经验的星际吸收-距离关系式,J1826-1256的距离为$\approx3.5$ kpc。我们还讨论了脉冲星、甚高能量源HESS J1826-130、超新星遗迹候选者G18.45-0.42和疏散星团Bica 3之间的星云几何和关联。
2019-06-03 astro-ph.HE
The Einstein@Home Gamma-Ray Pulsar Survey II. Source Selection, Spectral Analysis and Multi-wavelength Follow-up
我们报告了使用费米大面积望远镜(LAT)Pass 8数据对Einstein@Home盲目搜索调查中发现的13个伽马射线天体的分析。这13颗新的伽马射线源是通过从第三个LAT源目录(3FGL)中搜索118个无关联的LAT源发现的,这些源是使用高斯混合模型(GMM)机器学习算法根据它们的伽马射线发射特性暗示脉冲星磁层发射而选择的。新的伽马射线双星具有与先前探测到的年轻伽马射线双星相似的脉冲轮廓和光谱特性。后续的无线电观测揭示了新发现的两颗星的微弱无线电脉动,并使我们能够推导出其他星的无线电发射上限,这表明它们可能是无线电安静的伽马射线星。我们还提出了从建模的伽马射线脉冲剖面和无线电剖面,如果可用的话,使用不同的几何发射模型的恒星的结果。尽管伽马射线中盲脉冲星搜索的难度越来越大,但本次调查的高发现率表明,当新的LAT源目录可用时,应继续进行本文所述的新的系统调查。
2017-12-14 astro-ph.HE
Gamma-ray Emission from Millisecond Pulsars - An Outergap Perspective
在这篇综述论文中,我们解释了以下的伽马射线发射功能的毫秒彗星。(1)为什么毫秒双星的偶极场如此微弱,但磁对的产生过程仍然能够控制外隙的大小?(2)A亚GeV脉冲分量可能出现在毫秒级射电脉冲附近。(3)大视角黑寡妇系统中应存在轨道调制γ射线。
2013-09-25 astro-ph.HE
Dynamically formed black hole+millisecond pulsar binaries in globular clusters
发现由一个黑洞(BH)和一个毫秒脉冲星(MSP)组成的双星,将有助于深入了解恒星演化,并促进对广义相对论的精密敏感测试。球状星团(GC)是已知的窝藏大MSP人口和最近的研究表明,GC也可能保留了大量的恒星质量的BH人口。我们通过双星和单星之间的交换作用模拟了GC中BH+MSP双星的形成。我们发现,在密集的大质量星系团中,大多数动态形成的BH+MSP双星的轨道周期为2至10天,而不管BH的质量,星系团保留的BH的数量以及GC的双星种群的性质。BH+MSP群体的大小对几个不确定的参数敏感,包括BH质量函数、BH保留分数和GC中的二元分数。基于我们的模型,我们估计有$0.6\pm0.2$动态形成的BH+MSP双星在银河系GC系统,并放置在这个人口的$\sim 10$的大小上限。有趣的是,我们发现,BH+MSP二进制文件将是罕见的,即使GC保留大BH人口。
2014-06-13 astro-ph.HE
Sub-luminous gamma-Ray pulsars
费米LAT观测到的大多数类星体的伽马射线光度都与自旋下降功率Edot成比例,即L_gamma(Edot x 10^33 erg/s)^{1/2}。然而,存在一个检测和几个上限,一个数量级或比这个趋势更微弱。我们描述了这些“亚发光”的伽马射线辐射,并讨论了这种情况下,这是一个方向的影响。在已知的12颗Edot>10^34 erg/s、d<2kpc的年轻射电巨星中,有几颗基本上是亚发光的。有限的可用几何约束有利于对齐的几何形状,这些天线,虽然没有一个对齐的情况是令人信服的。在这种情况下,从这样的亚发光体中检测到的GeV辐射可能是由于较低的高度,较低功率的加速器间隙。
2011-06-28 astro-ph.HE
Gamma-ray pulsars with Fermi
在8年的运行中,费米卫星上的大面积望远镜(LAT)极大地影响了我们对伽马射线天体的理解。LAT现在看到了超过200个GeV源:银河系中最大的GeV源。它们是多种多样的--射电大声与安静,年轻与毫秒,演化中的双星系统与孤立的双星系统,等等。相对而言,很少有GeV的双星也被发现在软伽马射线中。在概述之后,我们提出了10个新的无线电天体,6个年轻的和4个回收的,我们检测到伽马射线脉动。
2017-06-12 astro-ph.HE
Clumpy stellar winds and high-energy emission in high-mass binaries hosting a young pulsar
拥有年轻双星的高质量双星可能是强大的伽马射线发射体。该系统中大质量恒星的恒星风预计是clusified。由于高能辐射来自脉冲星-恒星风的相互作用,团块的存在会影响这种辐射的光谱和变化。我们寻找的两个风的相互作用区域和非热辐射上的团块的主要影响。一个简单的分析模型的两个风的相互作用动力学会计下的脉冲星风的影响下的团簇的寿命。这个时间对于团簇的演化、团簇-脉冲星风相互作用区的磁场以及非热粒子的无辐射冷却和辐射冷却都起着非常重要的作用。我们还计算了长寿命团簇与脉冲星风相互作用产生的高能辐射。对于合理的参数,团块将引起X射线和伽马射线辐射的小变化。偶尔,大的团块可以更接近脉冲星,增加磁场,触发同步加速器X射线耀斑,并削弱其他发射成分,如逆康普顿。由团块引起的发射体尺寸的减小也使得非辐射损失更快。恒星风团也可以增强不稳定性的发展和物质夹带在冲击脉冲星风时,它离开双星。来自风加速区域的团块的生长限制可能意味着最大团块需要不同的起源。在紫外线中观察到的离散吸收成分背后的大尺度风结构可能是这些大团块的来源。星风结构的存在可以产生大量的能量依赖的变化,不应该被忽视时,从高质量的双星托管年轻的恒星宽带发射研究。
2013-11-04 astro-ph.HE
Challenges in Forming Millisecond Pulsar-Black Holes from Isolated Binaries
利用POSYDON模拟发现孤立双星中NS先形成的NSBH诞生率极低,且首次超新星后无质量转移,无法自旋加速形成毫秒脉冲星-黑洞,表明此类系统只能通过动力学过程形成。
2024-12-20 astro-ph.HE
Morphology of Gamma-Ray Halos around Middle-Aged Pulsars: Influence of the Pulsar Proper Motion
最近,高海拔水切伦科夫天文台(HAWC)在Geminga和PSR B0656+14这两颗中年恒星周围发现了几度扩展的γ射线晕。伽马射线辐射来自于逃离脉冲星风星云并在周围介质中扩散的相对论电子。扩散系数被发现是显着低于银河系盘的平均值。如果是这样的话,假设脉冲星的典型横向速度为$300-500{\,\rm km /s}$,那么它的位移可能对形成伽马射线晕的形态很重要。受此启发,我们研究了考虑脉冲星自行的脉冲星晕形态。我们定义了脉冲星晕的三个演化阶段来分类其形态特征。10 $\,$ TeV以下的脉冲星晕形态为双峰或单峰并有延长的拖尾,这取决于电子注入历史。在10 TeV以上,由于几十TeV电子的冷却时间尺度($<50\,$ kyr)较短,脉冲星晕的形态接近球形.我们还定量地评估了脉冲星和伽马射线晕中心之间的分离,以及不同假设对脉冲星特性和注入电子的影响。我们的研究结果表明,超过10 $\,$ TeV的伽马射线晕的中心和相关的脉冲星之间的距离通常太小,HAWC或LHAASO观测。因此,我们的研究结果提供了一个有用的方法来限制在非常高的能量扩展源的起源。
2021-09-02 astro-ph.HE
Pulsars in Gamma Rays: What Fermi Is Teaching Us
第二个Fermi-LAT脉冲星目录包括117颗伽马射线双星,其中大约三分之一是毫秒双星(MSP),其余三分之二平均分为年轻的无线电大声和无线电安静双星。虽然这个庞大的人口将使未来的详细研究的发射机制和演变的基础中子星人口,一些近乎普遍的性质已经明确和毫不含糊。我们将在下面讨论其中的一些方面,包括伽马射线发射地点的海拔高度和伽马射线谱的形状及其对辐射机制的影响。
2012-11-20 astro-ph.HE
Observing peculiar gamma-ray pulsars with AGILE
AGILE伽马射线卫星提供了大的天空曝光水平(银河平面上每年$\geq 10^9$ cm $^2$ s),灵敏度峰值为$E\sim$ 100 MeV,脉冲星能量输出的大部分通常在此释放。其$\sim$ 1 $μ$的绝对时间标记能力使其非常适合于伽马射线源的研究。AGILE在两年的观测中从EGRET双星收集了大量的伽马射线光子(船帆座的$\geq$ 40,000个脉冲计数),揭示了双星高能光变曲线亚毫秒级的新的有趣特征,脉冲星毛刺和脉冲星风星云的伽马射线发射。AGILE通过时间和/或空间分析以良好的置信度探测到大约20个附近的高能恒星。在新发现的恒星中,我们发现了具有非常高的旋转能量损失的恒星,例如具有超过10 $^{13}$高斯磁场的引人注目的PSR B1509- 58,以及PSR J2229+6114,它为以前未被识别的EGRET源3EG 227 +6122提供了可靠的识别。此外,球状星团M28中的强毫秒脉冲星B1821- 24在观测的一小部分时间内被探测到。
2011-01-11 astro-ph.HE
High-energy emission from pulsar binaries
脉冲星双星的非脉冲高能辐射可以归因于脉冲星风与伴星风的相互作用。在外流之间的激波处,从脉冲星磁层带走的粒子被加速,并在同步加速器和逆康普顿过程中辐射。这种发射构成了脉冲星自旋下降光度的重要部分。然而,尚不清楚高度磁化的脉冲星风如何将其主要的电磁能以如此高的效率转化为粒子。在这里,我们调查的情况下,脉冲星条纹风转换成一个强大的电磁波到达冲击。这种模式可以被认为是一种冲击前兆,它能够以其携带的电磁能为代价将粒子加速到超相对论能量。粒子的辐射导致波的衰减。这个过程的效率取决于外部介质施加的物理条件。可以区分两种状态:一种是高密度状态,在这种状态下,EM波根本不能发射,条纹风中的电流片首先被MHD冲击压缩,随后通过重连消散;另一种是低密度状态,在这种状态下,风首先在冲击前兆中转换为电磁波,然后阻尼并融入周围环境。二元系统中的激波可以根据二元相位从一种状态过渡到另一种状态。我们讨论这些对象可能的观测影响。
2013-03-27 astro-ph.HE
Colliding wind binaries and gamma-ray binaries : relativistic version of the RAMSES code
伽马射线双星是由大质量恒星和非吸积脉冲星组成的碰撞风双星。粒子在冲击波的加速导致辐射从扩展的无线电辐射到伽马射线波段。预计相互作用区域将显示与恒星CWB的共同特征。利用流体动力学程序RAMSES进行数值模拟,重点研究了它们的结构和稳定性,发现Kelvin-Helmholtz不稳定性(KHI)可以导致风之间的重要混合,破坏大尺度螺旋结构。为了研究脉冲星风的相对论性质的影响,我们将RAMSES扩展到相对论流体动力学(RHD)。脉冲星风和恒星风之间的相互作用的初步模拟显示出重要的相似之处与恒星碰撞风小相对论修正。
2012-12-17 astro-ph.HE
Modeling X-ray and gamma-ray emission from redback pulsar binaries
本研究通过多波段观测与建模,分析三颗红背脉冲星双星的X射线和伽马射线辐射,提出伽马射线信号源于高能电子与伴星千高斯磁场作用,为理解脉冲星风能量转换及PeV粒子加速提供新见解。
2024-02-05 astro-ph.HE
On the orbital properties of millisecond pulsar binaries
本文详细分析了一颗有白矮星伴星的毫秒脉冲双星的轨道特性。在具有He WD和CO/ONeMg WD的两类MSP双星中,发现轨道周期$P_{\rm b}$和偏心率$ε$之间存在正相关,但趋势不同。$P_{\rm b}$的分布不均匀。在之前的研究中已经提到了在$P_{\rm b}\sim35-50$ ~天(间隙1)时的来源不足。另一方面,首次鉴定了$P_{\rm b}\sim2.5-4.5$ ~天的另一个间隙(间隙2)。检查之间的关系$P_{\rm b}$和同伴群众$M_{\rm c}$发现MSP二进制的亚群与He WD由差距1分开,以上$P_{\rm b}$是独立的$M_{\rm c}$(水平分支),但低于$P_{\rm b}$与$M_{\rm c}$(下分支)密切相关。对于CO/ONeMg WD在较短$P_{\rm b}$和较高$M_{\rm c}$的MSP双星,确定了由Gap 2分开的独特的水平分支和较低分支。通常,对于具有He WD的MSP双星,水平分支中的$M_{\rm c}$高于较低分支中的$M_{\rm c}$。这些属性可以解释在一个二进制的轨道演化的情况下,WD同伴被烧蚀的脉冲星风在后质量转移阶段。
2018-07-24 astro-ph.HE
The radiative X-ray and gamma-ray efficiencies of rotation powered pulsars
我们使用Kargaltsev & Pavlov(2008)的样本对旋转动力的双星及其周围星云的X射线光度进行了统计分析,并对费米探测到的双星的伽马射线发射进行了分析。我们报告了一个强烈的趋势,在效率与自旋向下的功率转换为X射线和伽马射线发射的特征年龄:年轻的恒星和他们周围的星云是有效的X射线发射器,而在对比老恒星是有效的伽马射线发射器。我们将X射线样本分为年轻样本(τ <1.7 × 10^4年)和老年样本,并使用线性回归来寻找X射线和伽马射线光度的对数与周期和周期导数的对数之间的相关性。年轻恒星及其星云的X射线发射都符合L_X ~ Pdot^3/P^6。对于老恒星和它们的星云,X射线光度与或多或少的常数效率η = L_X/Edot = ~ 8x 10 ^-5是一致的。对于γ射线光度,我们确认L_gamma ~ Edot^(1/2)。我们讨论这些发现的背景下,对生产脉冲星磁层和条纹风模型。我们认为,条纹风模型可以解释脉冲星风星云的X射线性质与脉冲星本身的相似性,根据条纹风模型,脉冲星风星云和脉冲星本身的X射线性质都可能起源于光柱之外的脉冲星风区。
2010-11-29 astro-ph.HE
Search for periodic radio emission of gamma pulsar J0357+3205
对伽马脉冲星J 0357 +3205在米波长范围内的无线电发射进行了搜索。在1,700次观察中,有一次发现了周期性发射。脉冲星的平均轮廓是单分量的,半宽度为20-25毫秒。脉冲星的通量密度估计为14毫焦耳年。
2022-04-15 astro-ph.HE
Pulsar-wind nebulae in X-rays and TeV gamma-rays
脉冲星被认为是一种高效的加速器,可以产生大量的相对论性粒子,并将它们注入银河系介质。这种脉冲星风发出的辐射可以通过伽马射线从无线电中看到,作为脉冲星风星云(PWN)。本文综述了近几年来PWNe的X射线和TeV观测研究进展。
2010-04-09 astro-ph.HE
Fermi-LAT Detection of Gamma-ray Pulsars above 10 GeV
费米卫星上的大面积望远镜(LAT)已经探测到了120个100 MeV以上的超新星。虽然大多数伽玛射线暴的光谱都可以很好地用幂律模型来描述,在几个GeV左右有指数截止,但有些伽玛射线暴显示出明显的脉冲高能(HE,>10 GeV)发射。我提出了一个从LAT伽马射线天体的HE发射的研究,并讨论了在非常高的能量(VHE,>100 GeV)与地面仪器的脉动检测的前景。
2012-10-28 astro-ph.HE
Six Faint Gamma-ray Pulsars Seen with the Fermi Large Area Telescope -- Towards a Sample Blending into the Background
内容:使用费米大面积望远镜对来自140多个中子星的GeV伽马射线脉动进行了表征,从而使人们能够更好地了解中子星磁层内的发射区域,以及中子星对银河系中高能电子和扩散伽马射线的贡献。第一批被探测到的伽马射线源是最强的和/或具有窄脉冲的。目标:随着费米任务的进展,可以研究越来越暗的物体。除了更遥远的恒星(因此探测银河系的更大体积),或者在高背景区域的恒星(因此改善了银河系平面上的采样均匀性),我们还探测到了脉冲更宽或光度更低的恒星。在我们的目录中添加具有在观测样本中罕见的倾斜角和/或具有较低自旋功率的脉冲星,将减少目前已知的伽马射线脉冲星群体的偏差。研究方法:我们使用来自射电观测的旋转星历表,以费米大天区望远镜记录的相位折叠伽马射线,然后确定脉冲轮廓特性。光谱分析提供了光度,当信噪比允许时,还提供了截止能量。我们通过不同的方法来限制脉冲星的距离,以尽量减少光度的不确定性。结果:我们提出了六个新的伽马射线散射与折衷的混合属性。三个是年轻人,三个是回收的。它们包括最远的,最低的功率,两个最高的占空比的脉冲星,只有第四个年轻的伽马射线脉冲星与无线电脉冲。本文讨论了目前伽玛射线脉冲星星表中存在的偏差,以及消除这种偏差的措施。
2014-07-23 astro-ph.HE
Constraining the Origin of Local Positrons with HAWC TeV Gamma-Ray Observations of Two Nearby Pulsar Wind Nebulae
HAWC伽马射线天文台报告发现TeV伽马射线辐射在Geminga和B0656+14恒星周围延伸几度。假设这些伽马射线是由反康普顿散射产生的低能量光子在电子晕周围的恒星,我们确定了电子和正电子在本地星际介质的扩散。我们将介绍这两个VHE伽马射线源的形态和光谱研究以及在地球上得到的正电子谱。
2017-08-28 astro-ph.HE
Searching a Thousand Radio Pulsars for Gamma-ray Emission
在费米大面积望远镜(LAT)的数据中识别尽可能多的伽马射线脉冲星,有助于通过比较预测和观测到的大量不同样本的特性来测试脉冲星发射模型,并尽可能减少选择偏差。它还改善了从观测到的人口外推,以估计未解决的恒星对弥漫伽马射线发射的贡献。我们使用最近开发的方法来确定一个给定的伽马射线光子来自天空中的一个已知位置的概率,卷积光子的能量与LAT的能量相关的点扩散函数(PSF),而不需要一个准确的空间和光谱模型的伽马射线的脉冲星周围的天空。该方法简单、快速,重要的是,它提供了来自太微弱而无法进行相位积分检测的恒星的伽马射线的概率或权重。我们应用该方法对1000多颗恒星进行了射电观测,获得了它们的自转星历表,并从16颗恒星中发现了伽马射线脉动,其中12颗年轻恒星和4颗回收恒星。PSR J2208+4056的自旋下降功率Edot = 8 e32 erg/s,比之前观测到的伽马射线发射“死亡线”低约三倍。PSR J2208+4056和J1816-0755具有射电间脉冲,限制了它们的几何形状,可能增强了它们的伽马射线亮度。我们讨论了死亡线是否是一个人工制品的选择偏差,由于脉冲星的距离。
2018-12-03 astro-ph.HE
Black Hole/Pulsar Binaries in the Galaxy
我们对银盘中含有一个黑洞(BH)和一个中子星(NS)的双星的形成进行了粒子数合成计算。在计算过程中,对一些重要的输入参数进行了修正,特别是对常见包络演化的处理。讨论了银河系恒星形成率和NS反冲速度分布对BH/NS双星诞生率($ \sim 0.6-13 \rm\, Myr^{-1}$)的影响。从入射BH/NS双星出发,通过模拟由引力波辐射引起的轨道演化和NS作为射电星的演化,得到了BH/NS脉冲星双星的轨道周期、偏心率和脉冲周期等可观测参数的分布。我们估计银盘中可能存在$\sim 3-80 $ BH/脉冲星双星,其中约10%的双星可以被500米口径球面射电望远镜探测到。
2018-04-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Revisiting the Intrabinary Shock Model for Millisecond Pulsar Binaries: Radiative Losses and Long-Term Variability
本研究改进了毫秒脉冲星双星系统的激波内模型,纳入辐射损失,验证其对已知系统影响不大,并预测PSR J1723-2837可被CTA探测,同时提出长期X射线变化源于激波形状变化,可解释光学与X射线同步变化。
2024-11-08 astro-ph.HE
Gamma Ray Signal from the Pulsar Wind in the Binary Pulsar system PSR B1259-63/LS2883
双星脉冲星系统在脉冲星风终止之前和之后,由于脉冲星风的相对论电子对伴星的光辐射进行康普顿化,从而发射出潜在的可检测的伽马射线。最近对脉冲双星系统PSR B1259-63/LS 2883的光学观测揭示了伴星的辐射特性,与以前的测量结果有很大不同。在本文中,我们研究的影响,这些意见的未受冲击的脉冲星风与恒星光子的相互作用率和相关后果的高能量(HE)和甚高能量(VHE)的伽马射线通量。我们表明,信号应该是足够强的费米接近近星点通过检测,除非脉冲星风是强各向异性或风的洛伦兹因子小于$10^3$或大于$10^5$。光学星的高光度也有两个重要的含义:(i)由于光子-光子对的产生,伽马射线的衰减,以及(ii)未受冲击的风的康普顿阻力。虽然第一种效应对VHE伽马射线的光变曲线有影响,但第二种效应可能会显着减少风终止后可用于粒子加速的能量。
2011-04-01 astro-ph.HE
Constraining gamma-ray pulsar gap models with a simulated pulsar population
随着费米大天区望远镜(LAT)发现的大量年轻伽马射线双星,粒子群合成已经成为比较它们的集体性质与模型预测的有力工具。我们合成了一个脉冲星人口的基础上的无线电发射模型和四个伽马射线间隙模型(极帽,槽隙,外间隙,和单极焦散)归一化到选定的调查组中检测到的无线电脉冲星的数量。光度和宽光束从外部的差距可以很容易地解释费米探测的数量在2年的观测。宽缝隙束需要增加预测亮度的10倍才能产生合理数量的伽马射线源。这种亮度的大幅增加可以通过实施偏移极冠来适应。窄极冠光束最多只贡献少数LAT光子。出生地点和脉冲星自旋下降功率(Edot)的标准分布无法再现LAT结果:所有模型都低估了具有高Edot的LAT脉冲星的数量,并且它们无法解释在高Edot下检测到无线电和伽马射线束的高概率。的聚束因子保持接近1超过40年的Edot演变的槽隙,而它显着降低,随着年龄的增加外间隙。槽隙光度与Edot的演变与LAT数据中看到的伽马射线光度的大色散是相容的。较强的演化预测外间隙,这是联系到极帽加热的返回电流,显然是不支持的LAT数据。因此,LAT的伽马射线双星样本提供了一个新的视角,从年轻的双星的伽马射线发射的亮度和束宽的早期演变,呼吁薄和更明亮的差距。
2012-08-31 astro-ph.HE