Small glitches: the role of strange nuggets?
脉冲星故障，即脉冲星的突然自旋，已经在我们已知的大多数脉冲星中被检测到。虽然已经建立了一个大的数据集，但产生这种现象的机制尚不确定。在星震模型的框架下，基于~ \cite{Baym1971}，发现毛刺大小（毛刺期间自旋频率的相对增加）$ΔΩ/Ω$依赖于毛刺释放的能量，毛刺释放的能量越小，毛刺大小越小。另一方面，作为暗物质的候选者之一，我们的银河系可能充满了所谓的奇怪的金块（SNs），这是早期宇宙的遗迹。在这种情况下，脉冲星和SN之间的碰撞是不可避免的，当在自旋下降过程中积累了足够的弹性能量时，这些碰撞会导致故障。SN触发的毛刺可以释放更少的能量，因为累积的弹性能量将小于在没有SN的毛刺的情况下的弹性能量。因此，如果脉冲星经常被超新星撞击，它往往会有更多的小尺寸毛刺，其$ΔΩ/Ω$值小于标准星震模型（释放的能量更大）。基于我们银河系中SN的分布与暗物质的分布相似的假设，以及ATNF脉冲星表和Jodrell Bank毛刺表中毛刺的数据，我们发现在我们银河系中小尺寸毛刺的发生率表现出与恒星星和奇异金块的碰撞率相一致的趋势。通过检测更多的小故障（例如，Square Kilometre Array（平方公里阵列）
2015-12-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Pinning down the superfluid and measuring masses using pulsar glitches
脉冲星以其高超的计时精度而闻名，尽管当恒星年轻时，小故障可能会中断常规的计时行为。这些小故障被认为是由恒星地壳中正常物质和超流体物质之间的相互作用引起的。然而，像船帆座这样的故障星已经被证明需要一个超流体储层，远远超过地壳中的可用储层。我们研究了一个模型，在这个模型中，小故障在核心中敲击超流体。我们测试了各种理论超流体模型对最新的故障数据，发现只有一个模型可以成功地解释长达45年的观测数据。我们开发了一种新的技术，结合无线电和X射线数据来测量脉冲星质量，从而展示了当前和未来的望远镜如何探测核饱和附近的超流性等基础物理。
2015-10-01 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
The effect of superfluid hydrodynamics on pulsar glitch sizes and waiting times
在许多射电望远镜中观察到的脉冲星闪变，即频率的突然跳跃，可能是超流涡旋雪崩在微观尺度上的宏观表现。在减速容器中的涡旋运动的小尺度量子力学模拟表明，这样的事件是可能的，并预测幂律分布的事件的大小，和指数分布的等待时间。尽管缺乏数据，但这一预测与大多数故障电池的大小和等待时间分布一致。然而，一些物体似乎准周期性地出现故障，并表现出许多大的故障，而最近对蟹状星云脉冲星的研究表明，较小的故障与幂律分布有截止偏差。在本文中，我们将量子力学模拟的结果在一个宏观尺度的超流流体动力学模拟。我们表明，在中子星的中子和质子流体的涡旋耦合的效果自然会导致偏离幂律分布的大小和指数分布的等待时间。特别是我们预测的小故障的大小分布的截止。
2016-03-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Pinning down the superfluid and nuclear equation of state and measuring neutron star mass using pulsar glitches
脉冲星是旋转的中子星，以其计时精度而闻名，尽管当这些恒星年轻时，故障可能会中断常规的计时行为。闪变被认为是由恒星中正常物质和超流物质之间的相互作用引起的。我们更新了我们最近的工作，一种新的技术，使用脉冲星毛刺数据来约束超流和核物质状态方程模型，展示了如何当前和未来的天文望远镜可以探测基本物理，如超流近核饱和和物质在超核密度。与传统的通过对另一个物体的引力效应来测量恒星质量的方法不同，我们的技术依赖于核物理知识，因此可以测量孤立恒星的质量。
2017-03-02 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
On the Glitch Evolution of Pulsars
对脉冲星闪变的观测仍然是研究中子星内部的有力工具。许多观测到的毛刺特性被证明是由于中子星不同表现形式的毛刺演变造成的。具体来说，与蟹状星云和船帆座星云相关的故障类型可以用这个模型来解释。我们也能够充分解释为什么在最年轻和最老的学生中没有出现故障，或者故障率很低。
2013-04-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Cyclical Changes in the Timing Residuals from the Pulsar B0919+06
本文报道了在脉冲星B 0919 +06（J 0922 +0638）中探测到的一个大故障。该故障发生在2009年11月5日（MJD 55140），其特征是旋转频率增量Δ nu/nu=1.3x10^{-6}。脉冲星的自转具有不稳定性，在脉冲星自转过程中会出现较大的毛刺。我们提出了从1979年到2009年的30年时间跨度的脉冲星的旋转行为的分析结果。这些结果表明，脉冲星的旋转频率经历了连续的，缓慢的振荡，看起来像毛刺事件。在1991年至2009年期间，脉冲星经历了连续的12个缓慢毛刺序列，旋转频率增量Δ nu/nu=1.5x10^{-9}。观察到的所有缓慢毛刺都具有与200天期间旋转频率的缓慢增加以及随后在400天期间松弛回到毛刺前值相关的类似特征。我们表明，这种缓慢的毛刺的连续序列的特点是几乎相同的幅度等于Deltanu=3.5x10^{-9} Hz和相同的时间间隔之间的毛刺约600天，是很好地描述了一个周期性的锯齿状函数。探测到两种不同的现象，如一个大的毛刺和一系列缓慢的毛刺，表明脉冲星B 0919 +06的旋转频率存在两种类型的不连续性。这些不连续性可以分为正常和缓慢毛刺。
2010-07-01 astro-ph.SR
The effect of realistic equations of state and general relativity on the "snowplow" model for pulsar glitches
观察到许多闪烁体出现“毛刺”，即在它们的旋转频率$ν$中显示出突然的跳跃，其中一些跳跃可以与称为巨大毛刺的闪烁体的子集中的$Δν/ν\approx 10^{-6}-10^{-5}$一样大。最近Pizzochero（2011）已经表明，基于地壳中钉扎力和恒星角动量转移的实际值的分析模型可以描述巨大毛刺的平均特性，例如毛刺间等待时间，频率阶跃和频率导数。在本文中，我们扩展的模型（最初开发的牛顿引力和多方状态方程），以现实的背景下，通过整合恒星结构的相对论方程，并使用物理激励的状态方程来描述物质的中子星。我们发现，这种更详细的治疗仍然再现了船帆座脉冲星的巨大故障的主要特征，并允许我们设置约束的状态方程。特别是，我们发现，更严格的状态方程是有利的，这是不可能的船帆座脉冲星有一个高质量（大于$M\approx 1.5 M_\odot$）。
2012-05-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Gross-Pitaevskii model of pulsar glitches
第一次大规模的量子力学模拟脉冲星毛刺，使用的地壳超流系统的Gross-Pitaevskii模型中存在的钉扎。模拟得到的毛刺大小的幂律分布，符合天文观测，指数范围从-0.55到-1.26。包含$\sim 200$涡的大尺度模拟的例子表明，这些统计数据在多涡极限下仍然存在。还构造了等待时间分布。这些和其他统计数据支持了这样一个假设，即集体涡旋运动所介导的灾难性脱钉会产生故障;事实上，这种集体事件在超流体密度的延时电影中可以看到。观察到三个主要趋势。(1)毛刺率与电磁自旋下降扭矩成比例。(2)一个很强的正相关性被发现之间的强度的涡钉扎和平均毛刺大小。(3)自旋下降动力学依赖于钉扎网站丰度一旦后者超过一个网站每个漩涡，这表明unpinned涡旅行的距离相当于涡间间距repinning之前。
2011-03-31 astro-ph.SR cond-mat.quant-gas
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
Glitch recoveries in radio-pulsars and magnetars
脉冲星的故障是一个稳定自旋的中子星的自旋频率突然增加。这些事件被认为是对恒星内部超流体动力学的直接探测。然而，毛刺可以彼此显着不同，不仅在大小和频率上，而且在恒星的毛刺后响应上也是如此。有些表现为频率上的简单阶跃，而另一些则在故障后显示出降速速率的增加。其他人仍然表现出几个指数放松的组成部分，在故障后恢复。我们表明，如果故障确实是由于大规模unpinning的超流涡，在不同的地区，这发生在各自的时间尺度上，他们重新耦合可以导致各种观察到的签名。此外，我们表明，这个框架自然占异常X射线脉冲星的毛刺的特殊松弛。
2013-06-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Return of the Big Glitcher: NICER timing and glitches of PSR J0537-6910
PSR J 0537 -6910也被称为Big Glitcher，是已知最多产的脉冲星，其自旋诱导的脉动只能在X射线中检测到。我们分析了从2017年8月到2020年4月的2.7年NICER定时观测结果。我们获得了一个旋转相位连接的整个时间跨度的定时模型，它与LIGO/室女座的第三次观测运行重叠，从而使最灵敏的引力波搜索这个潜在的强引力波发射脉冲星。我们发现，故障之间的短期制动指数在较长的时间内下降到7或更低的值，因为前面的故障。通过结合NICER和RXTE数据，我们测量了长期制动指数n=-1.25+/-0.01。我们的分析揭示了8个新的毛刺，这是自2011年RXTE接近尾声以来首次检测到的毛刺，NICER和RXTE毛刺活动的总活动量为8.88x10^-7 yr^-1。新的毛刺遵循之前使用RXTE数据建立的看似独特的下一个毛刺时间-毛刺大小相关性，斜率为5 d microHz^-1。对于NICER在两侧观察两天的一个毛刺，我们搜索但没有看到可能与毛刺相关的光谱或脉冲轮廓变化的明确证据。
2020-08-31 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Glitches in neutron stars with magnetically decoupled core
磁解耦核模型是解决中子星长周期进动与超流涡钉扎不一致问题的一种较早的方法，而超流涡钉扎是大多数脉冲星毛刺理论的基础。假设钉扎发生在中子星核的区域，该区域被磁解耦，可以相对于地壳旋转。在目前的工作中，一些方面的毛刺自旋阶段的框架中所提出的模型进行了讨论。估计自旋的时间尺度与观测数据进行了比较。根据估计，蟹状星云脉冲星可能是一个磁去耦核区，而船帆座星云脉冲星的结果则更具争议。
2019-10-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Pulsar Glitches: The Crust may be Enough
脉冲星的故障中子星旋转频率的突然上升暗示着在中子星的内部地壳中存在着一个角动量储存器。在船帆座脉冲星中观测到的大而有规律的故障最初将恒星转动惯量中必须驻留在固体地壳中的部分限制在大约1.4%。然而，直到最近才被证实的地壳膨胀理论表明，为了解释船帆座的小故障，地壳中的转动惯量必须增加到大约7%。这表明，所需的角动量库可能超过地壳中现有的角动量库。我们探讨的可能性，在状态方程的不确定性提供了足够的灵活性，预测一个大的地壳厚度，因此一个大的地壳转动惯量的模型建设。鉴于分析结果表明，地壳的转动惯量是敏感的过渡压力在壳核界面，我们调整参数的模型，以最大限度地提高过渡压力，同时仍然提供了一个很好的描述核观测。用这种方法，我们能够得到质量小于1.6太阳质量的中子星的分数惯性矩，其值高达7%。特别是，我们发现，如果208铅的中子皮厚度落在（0.20-0.26）fm范围内，可以产生足够大的过渡压力来解释大船帆座毛刺没有调用一个额外的角动量水库以外的局限于固体地壳。我们的研究结果表明，地壳可能是足够的。
2014-04-10 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Superfluid vortex unpinning as a coherent noise process, and the scale invariance of pulsar glitches
尺度不变的毛刺统计观察到在个别的pupiars（指数等待时间和幂律尺寸分布）是一致的一个关键的自组织过程，其中超流涡钉在宏观域亚稳态和unpin集体通过最近的邻居雪崩。如果在地壳断层处发生钉扎，宏观不均匀性自然出现。如果，相反，钉扎发生在晶格位点和缺陷，这是宏观上均匀的，我们表明，一个替代的，非临界的自组织过程的操作，称为相干噪声，其中全球马格努斯力均匀地作用于被困在一个范围内的钉扎电位和经历热蠕变的旋涡。结果发现，涡再次unpin集体，但不是通过最近的邻居雪崩，而且，违反直觉，由此产生的毛刺大小的尺度不变，符合观测数据。由蒙特卡罗模拟支持的相干噪声过程的平均场分析理论，在最小和最大毛刺之间产生幂律大小分布，指数$a$在$-2\leq a \leq 0$范围内。当理论被拟合到九个最活跃的恒星的数据时，包括两个准周期毛刺PSR J 0537 $-$ 6910和PSR J 0835 $-$ 4510，它直接限制了恒星中钉扎电位的分布，导致两个结论：（i）电位分布广泛，平均值与标准差相当;和（ii）平均电位随特征年龄而降低。提出了一个观测测试，以区分最近邻雪崩和相干噪声。
2009-04-20 astro-ph.SR
Are Superfluid Vortices in Pulsars Violating the Weak Equivalence Principle?
在本文中，我们认为，定时的不规则性，如毛刺和定时噪声，可能与违反弱等效原则的涡旋旋转中子星的超流核心。
2010-11-03 astro-ph.SR cond-mat.other gr-qc
Timing six energetic rotation-powered X-ray pulsars, including the fast-spinning young PSR J0058-7218 and Big Glitcher PSR J0537-6910
测量脉冲星的旋转演化对于理解脉冲星的性质至关重要。在这里，我们提供了更新的定时模型的旋转演变的六个恒星，其中五个旋转相位连接主要使用NICER X射线数据。对于新发现的快速高能年轻脉冲星PSR J 0058 -7218，我们将其计时模型的基线从1.4天增加到8个月，不仅可以更精确地测量其自旋下降率nudot =（-6.2324+/-0.0001 x10 ^-11 Hz s^-1），而且第一次得出了自旋速率的二阶时间导数nuddot =（4.2+/-0.2 x10 ^-21 Hz s^-2）。最快最有活力的年轻脉冲星PSR J 0537 -6910（16毫秒的自旋周期），我们检测到4个故障，在4.5年的NICER监测中总共有15个故障，并表明它的自旋下降行为继续将这颗脉冲星与其他所有脉冲星区分开来，包括长期制动指数n = -1.234+/-0.009和在故障之后长时间渐近于<~ 7的故障间制动指数。对于PSR J1101-6101，我们测量了一个更准确的自旋下降率，与以前的值一致，没有相位连接。对于PSR J1412+7922（也称为Calvera），我们将其时序模型的基线从之前的1年模型延长至4.4年，对于PSR J1849-0001，我们将基线从1.5年延长至4.7年。我们还通过拟合2009-2019年以前的无线电和X射线自旋频率以及使用2018 NuSTAR和2021 Chan…
2022-07-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Discovery of Three Glitches in the previously quiet pulsar PSR J1637$-$4642
Xiamen University（厦门大学）；Qinghai University（青海大学）
研究发现此前安静的脉冲星PSR J1637−4642存在三次自转突跳，结合观测数据与贝叶斯建模支持超流体突跳范式，证实安静脉冲星也有显著突跳活动。
2026-08-21 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Nature of cyclical changes in the timing residuals from the pulsar B1642-03
我们报告了对脉冲星B1642-03（J1645-0317）在1969年至2008年40年间收集的时间数据的分析。在此期间，脉冲星经历了8次类似毛刺的事件，旋转频率Deltanu/nu=（0.9-2.6）x10^{-9}略有增加。我们已经揭示了这些特殊毛刺的性质中的两个重要关系。第一个结果表明，毛刺的幅度和下一个毛刺的时间间隔之间存在很强的线性相关性。第二个结果表明，毛刺的幅度调制的周期性大规模的锯齿状函数。作为这种调制的结果，毛刺幅度在（2.4-6.9）x10 ^{-9} Hz范围内以1.5 x10 ^{-9} Hz的步长从毛刺到毛刺离散变化。故障后时间间隔也离散地变化，在900-2700天的范围内以约600天为步长。对数据的分析表明，调制周期为43年、53年和60年的三种调制方案是可能的。最好的模型是包括12个毛刺的60年调制方案。我们得出的结论是，从PSR B1642-03的定时残差中观察到的周期性变化的性质是一个独特的毛刺，其幅度调制的周期性大规模锯齿状函数的连续生成。由于调制函数是周期性的，周期性定时残差的图像将在每个调制周期或每60年精确地重复。
2009-06-19 astro-ph.SR
New and updated timing models for seven young energetic X-ray pulsars, including the Big Glitcher PSR J0537-6910
Haverford College（哈弗福德学院）；Space Research Organisation Netherlands（荷兰空间研究组织）；Universidad de Santiago de Chile (USACH)（智利圣地亚哥大学）；Center for Interdisciplinary Research in Astrophysics and Space Sciences (CIRAS), Universidad de Santiago de Chile（智利圣地亚哥大学天体物理与空间科学跨学科研究中心）；IRAP, CNRS（法国国家科学研究中心天体物理学研究所）；Université de Toulouse, CNES, UPS-OMP（图卢兹大学、法国国家空间研究中心、 ups-omp）；X-Ray Astrophysics Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心X射线天体物理实验室）；Theoretical Division, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室理论部）；Columbia Astrophysics Laboratory, Columbia University（哥伦比亚大学天体物理实验室）
本文介绍了七颗年轻高能X射线脉冲星的新定时模型，包括PSR J0537-6910，涵盖自转演化、glitch检测及多波段观测研究。
2026-02-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Angular Momentum Transfer in Vela-like Pulsar Glitches
在超流涡的储存和释放的现实场景中，从未计算过{\em directly}与船帆状故障相关的角动量转移;因此，用涡来解释巨大故障还没有经过观测的检验。我们提出了第一个物理上合理的模型，无论是在微观和宏观层面（球形几何，n = 1多变的密度分布，密度相关的钉扎力与涡刚性兼容），以确定在恒星的涡被钉扎，有多少，以及多久。对于标准中子星参数（$M=1.4 M_{\odot}, R_s=10$ km，$\dotΩ=\dotΩ_{\rm Vela}=-10^{-10}$ Hz s $^{-1}$），我们发现最大的$f_m\approx10^{15}$ dyn cm $^{-1}$级的钉扎力可以积累超流角动量的$ΔL_{\rm gl}\approx10^{40}$ erg s，并以$Δt_{\rm gl}\approx3$年的间隔向地壳释放.这种对$ΔL_{\rm gl}$的估计比目前的故障后恢复模型间接暗示的要小一个数量级，在目前的模型中，地核和地壳内的涡旋被认为是物理上不连通的;然而，它成功地产生了{\em both}跳跃参数$ΔΩ_{\rm gl}$和$Δ\dotΩ_{\rm gl}$在最近Vela毛刺中观察到的幅度，假设在短时间尺度的故障中，只有一小部分恒星涡度（$<10%$）与地壳耦合。这在我们的方法中是合理的，因为在地核和内地壳之间不存在正常物质层，正如现有的微观计算所表明的那样。尽…
2011-10-23 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
The UTMOST pulsar timing programme II: Timing noise across the pulsar population
虽然类星体具有特殊的旋转稳定性，但大规模的计时研究揭示了它们旋转中至少两种不同类型的不规则性：红色计时噪声和毛刺。使用现代贝叶斯技术，我们调查了300个明亮的南天射电望远镜的定时噪声特性，这些射电望远镜已被升级后的莫隆格洛天文台综合望远镜（MOST）观测了1.0-4.8年。我们重新分析了与先前报道的9个脉冲星故障相关的自旋和自旋下降变化，报告在PSR J1825 $-$ 0935的旋转演化中发现了3个新的故障和4个不寻常的类故障事件。我们开发了一个改进的贝叶斯框架，用于确定红噪声强度如何与脉冲星自旋频率（$ν$）和自旋下降频率（$\dotν$），我们适用于280个非回收的脉冲星的样本。利用这种新的方法和一个简单的幂律标度关系，我们证明了红噪声强度在非循环脉冲星种群中的标度为$ν^{a} |\dotν|^{b}$，其中$a = -0.84^{+0.47}_{-0.49}$和$b = 0.97^{+0.16}_{-0.19}$。这种方法可以很容易地适应利用更复杂的，天体物理动机的红噪声模型。最后，我们强调我们的双中子星PSR J 0737 $-$ 3039的时间，和重新发现一个明亮的射电脉冲星最初发现在第一Molonglo脉冲星调查与错误编目的位置。
2020-02-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Observational constraints on neutron star crust-core coupling during glitches
我们表明，观测到的船帆座脉冲星的故障可以用来调查的强度，在一个中子星的壳-核耦合，并建议，从故障的恢复是由扭矩所施加的超流组件的核心，从地壳解耦期间的故障。假设再耦合是介导的超流中子和核心的带电组件之间的相互摩擦，我们使用观测到的幅度和时间尺度的最短时标组件的恢复从最近的两个故障在船帆座脉冲星推断的核心部分耦合到地壳在故障期间，因此旋转了故障事件。在故障的双流体动力学模型的框架内，我们分析是否地壳中子单独足以驱动船帆座脉冲星中观察到的故障活动。我们使用两套中子星状态方程（EOSs），这两套状态方程一致地跨越地壳和核，并覆盖在饱和密度$30 < L <120$ MeV的对称能的斜率范围。一组产生最大质量$\approx$ 2.0 $M_{\odot}$，第二组产生最大质量$\approx$ 2.6 $M_{\odot}$。我们还包括了地壳中子夹带的超流晶格的影响。我们发现，对于中硬的地球观测系统，观测结果意味着核心转动惯量的$>70\%$在故障期间耦合到地壳，尽管对于较软的地球观测系统，$L\approx 30$ MeV可以耦合到$5\%$。没有一个状态方程能够单独用地壳中子来重现观测到的毛刺活动，但是将超流涡旋被强烈钉扎到核中的区域扩展到比地壳-核过渡密度高出0.016 fm $^{-3}$的密度，可以恢复与观测到的毛刺活动的一致性。
2015-06-04 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
