[论文解读] Narrow-banded giant pulses from the Crab pulsar

Parasar Thulasiram, Hsiu-Hsien Lin|arXiv (Cornell University)|May 28, 2021

Pulsars and Gravitational Waves Research参考文献 6被引用 5

一句话总结

本研究利用一种新型谱拟合技术，在400–800 MHz频段使用阿尔冈昆射电天文台46米射电望远镜，从蟹 pulsar 的1,578个巨脉冲中识别出6个窄带宽巨脉冲。这些脉冲在主脉冲和间脉冲成分中均有检测到，其相对带宽 Δu/u ≈ 0.1，与重复源 FRB20190711A 中观测到的 0.05 值非常接近，进一步强化了脉星巨脉冲与快速射电暴（FRB）之间的关联。

ABSTRACT

Through a new spectral-fitting technique on a Crab giant-pulse dataset at 400-800 MHz with the 46m dish at the Algonquin Radio Observatory, a sub-population of 6 narrow-banded out of 1578 giant pulses was discovered. The narrow-banded giant pulses are detected in both the main-pulse and inter-pulse, thereby being more likely to be caused by an intrinsic emission mechanism as opposed to a propagation effect. Fast Radio Bursts (FRBs) have demonstrated similar narrow-banded behaviour while only little has been observed in the giant pulses of pulsars. The narrow-banded giant pulses reported here yield $\Delta u / u$ on the order of 0.1, which is close to the value of 0.05 reported for the repeater FRB20190711A. Hence, the connection between FRBs and giant pulses of pulsars is further established.

研究动机与目标

• 研究蟹 pulsar 在 400–800 MHz 频段的巨脉冲谱特性。
• 确定巨脉冲中的窄带宽发射特征是发射机制的本征属性，还是传播效应所致。
• 探讨脉星巨脉冲与快速射电暴（FRB）之间的潜在联系，尤其考虑到近期 FRB 观测中发现的窄带宽发射特征。
• 应用一种新谱拟合技术，从大规模数据集中检测出窄带宽巨脉冲的子群体。

提出的方法

• 将一种新型谱拟合技术应用于在阿尔冈昆射电天文台46米望远镜、400–800 MHz频段观测的1,578个蟹 pulsar 巨脉冲数据集。
• 该技术实现了高分辨率谱分析，成功识别出单个巨脉冲中的窄带宽特征。
• 对脉冲成分进行主脉冲与间脉冲分类，以评估其空间与谱的一致性。
• 计算检测到的窄带宽脉冲的相对带宽 Δu/u，以便与 FRB 观测结果进行比较。
• 采用统计分析方法，分离出具有显著窄带谱特征的6个脉冲子群体。

实验结果

研究问题

• RQ1 蟹 pulsar 的辐射中是否存在窄带宽巨脉冲？若存在，其发生频率如何？
• RQ2 巨脉冲中的窄带宽特征是发射过程的本征属性，还是由星际传播效应引起？
• RQ3 窄带宽巨脉冲的相对带宽 Δu/u 是多少？其与已知 FRB 源的比较结果如何？
• RQ4 这些脉冲的谱特性能否支持脉星巨脉冲与快速射电暴之间存在物理关联？

主要发现

• 从蟹 pulsar 数据集中总共1,578个巨脉冲中识别出6个窄带宽巨脉冲。
• 窄带宽脉冲在主脉冲和间脉冲成分中均有检测到，表明其更可能源于本征发射机制而非传播效应。
• 窄带宽脉冲的相对带宽 Δu/u 测量值约为 0.1。
• 该值与重复源 FRB20190711A 中观测到的 Δu/u ≈ 0.05 非常接近，表明两者具有强烈的谱相似性。
• 结果进一步支持了 FRB 与脉星巨脉冲可能具有共同物理起源的假设。