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脉冲星和中子星/观测脉冲星

来自维基教科书,开放的书籍,开放的世界

射电观测

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获得脉冲星观测的时间

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射电望远镜

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典型的射电望远镜的基本结构包括

  • 天线
  • 一组接收机
  • 一个转换系统
  • 数字化仪
  • 信号处理器

接收机系统

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射电望远镜接收机捕获从天线反射的信号,并放大信号。

将噪声耦合到系统中
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后端系统

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非相干消色散
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相干消色散
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进行观测

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Basic observing setup at the Parkes telescope

观测类型

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基带记录

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搜索模式

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在搜索模式下,观测的天空在指定的积分时间内进行平均,然后以 1、2、4 或 8 位值的形式记录到磁盘。数据通常被分离成频率通道,有时也分离成 2 或 4 个偏振状态。各种数据格式用于存储搜索模式数据。其中包括

在 PSRFITS 中,数据按如下方式记录。每个数据表包含 NSBLK 个数据样本。每个块包含 NPOL 个偏振状态。每个偏振状态包含 NCHAN 个数据通道。

帕克斯多波束脉冲星巡天记录了 96 个数据通道,采样时间为 250us,使用 1 位数字化仪。最近的巡天有更多通道,使用更快的采样时间(64us 很常见),并且经常使用 2 位或更多位。

折叠模式

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通过对单个脉冲进行累加来创建折叠脉冲轮廓的示例。图像由夏洛特·沃德制作。

在折叠模式观测中,来自望远镜的时间序列在已知的脉冲星周期上进行折叠。如果周期正确,则每个脉冲将被加在一起,产生一个折叠的脉冲轮廓。动画显示了信噪比随着更多脉冲加在一起而增加。折叠可以在“搜索模式”或“基带”数据集上通过软件进行,但大多数主要天文台都有硬件后端系统,它们在线折叠数据,观察者只获得生成的折叠模式数据文件。

显然,这种方法只有在脉冲周期足够准确地已知的情况下才有效。如果不是,那么脉冲看起来会随着时间的推移在相位上漂移,导致生成的脉冲轮廓变得模糊。为了抵消这种影响,通常只在实时折叠相对较短的数据段(约 1 分钟长)。这些片段被称为子积分。然后这些文件会被存档。如果折叠周期略有错误,那么离线软件可以重新对齐子积分(注意,在单个子积分期间发生的任何模糊是不可恢复的)。

脉冲星折叠模式文件通常按如下方式存储

  • 每个子积分由大量频率通道 (Nchan) 组成
  • 每个频率通道包含最多 4 个偏振状态
  • 每个偏振状态包含一个脉冲轮廓(表示由定义数量的 bin 定义的脉冲形状)

处理射频干扰

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高能观测

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