[論文レビュー] The discovery of PSR J1833-1034 : the pulsar associated with the supernova remnant G21.5-0.9

Yashwant Gupta, Dipanjan Mitra+2 more|ePrints Soton (University of Southampton)|Aug 11, 2005

Pulsars and Gravitational Waves Research参考文献 25被引用数 18

ひとこと要約

本論文では、610 MHzで観測された巨大メートル波電波望遠鏡（GMRT）を用いて、超新星残骸G21.5-0.9に関連する若い電波パルサーPSR J1833-1034の発見を報告する。このパルサーの周期は61.86 ms、周期微分は2.0×10⁻¹³ s⁻¹、特徴的年齢は約4,900年、高い回転減衰ランプノリティ（3.3×10³⁷ erg s⁻¹）を示し、銀河系で知られているパルサーの中で2番目にエネルギーの高いものである。

ABSTRACT

We report the discovery of a young pulsar associated with the supernova remnant G21.5-0.9, using the Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) located near Pune, India. Discovered at a frequency of 610 MHz, J1833-1034 has a period of 61.86 ms and a period derivative of $2.0 imes 10^{-13}$, making it similar to other known young pulsars. The characteristic age of the pulsar is $\approx 4900$ yr, somewhat higher than estimates for the age of the remnant, but not incompatible with it. The pulsar has a spin-down luminosity of $3.3 imes 10^{37}$ erg s$^{-1}$, which is the second highest amongst all the known Galactic pulsars.

研究の動機と目的

• 超新星残骸G21.5-0.9に関連するパルサーを電波望遠鏡観測によって特定すること。
• 新たに発見されたパルサーの回転周期および周期微分を特定すること。
• 進化状態を評価するために、パルサーの特徴的年齢および回転減衰ランプノリティを推定すること。
• パルサーの推定年齢と超新星残骸G21.5-0.9の推定年齢との整合性を評価すること。
• エネルギー的性質に基づいて、既知の若い銀河系パルサーの文脈でこのパルサーを分類すること。

提案手法

• 観測は、中心周波数610 MHzで運用される巨大メートル波電波望遠鏡（GMRT）を用いて実施された。
• 周期的電波放射を検出するために、折りたたみ検索手法が適用された。
• 折りたたみ光曲線および時系列解から、パルス周期とその微分が測定された。
• 標準的なパルサー回転減衰式 τ = P / (2Ṗ) を用いて特徴的年齢が計算された。
• 慣性モーメント I を 10⁴⁵ g cm² と仮定し、式 L = 4π²IΩ²Ṗ / c³ を用いて回転減衰ランプノリティが算出された。
• パルサーの特徴的年齢と残骸の推定年齢の比較により、整合性の評価が行われた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超新星残骸G21.5-0.9に関連するパルサーは存在するか？ もし存在するならば、そのタイミング的性質は何か？
• RQ2 PSR J1833-1034の特徴的年齢は何か？ また、関連する超新星残骸の年齢と比較するとどうなるか？
• RQ3 PSR J1833-1034の回転減衰ランプノリティは何か？ 既知の銀河系パルサーの中でどの順位に位置するか？
• RQ4 パルサーのタイミング解は、若くエネルギーの高いパルサーとしての分類を支持するか？
• RQ5 パルサーの高い回転減衰ランプノリティは、パルサー集団研究の文脈でどのような意味を持つのか？

主な発見

• PSR J1833-1034 は、周期61.86 ms、周期微分2.0×10⁻¹³ s⁻¹ で発見された。
• パルサーの特徴的年齢は約4,900年と推定され、超新星残骸G21.5-0.9の年齢と整合的である。
• パルサーの回転減衰ランプノリティは3.3×10³⁷ erg s⁻¹ であり、既知の銀河系パルサーの中で2番目に高い。
• パルサーのタイミングパラメータは、若くエネルギーの高い中性子星であることを示しており、若い超新星残骸に見られるタイプに一致する。
• PSR J1833-1034 の観測された性質は、G21.5-0.9 を生成した超新星の残骸としての同定を支持する。
• 高い回転減衰ランプノリティと若々しい特徴的年齢は、強力で最近形成されたパルサーとしてのその地位を確認する。