[论文解读] RXTE observations of single pulses of PSR B0531+21: II Test for radio behavior

M. Vivekanand|ArXiv.org|May 13, 2002

Pulsars and Gravitational Waves Research参考文献 25被引用 3

一句话总结

本研究利用RXTE/PCA数据，分析了蟹状脉冲星（PSR B0531+21）的187万次X射线脉冲，以检验三种射电脉冲星现象——脉冲消失、亚脉冲漂移和模式跃迁——是否在X射线能量下出现。主要结果表明，X射线数据中未观测到这些现象，提示X射线辐射可能源自与射电辐射不同的辐射机制，可能为外间隙模型，暗示射电脉冲消失可能涉及微观物理过程而非全局电流扰动。

ABSTRACT

This article is the second in the series that analyze about 1.87 million periods of Crab pulsar, observed by the PCA detector aboard the RXTE x-ray observatory. At these energies the pulsar displays none of the three phenomena that are often seen in normal radio pulsars -- ``pulse nulling'', ``systematic sub pulse drifting'' and ``mode changing''. Presence or absence of these three behavior in the Crab pulsar, at radio wavelengths, something that has not been rigorously established yet, might be important for a satisfactory understanding of the above three phenomena.

研究动机与目标

• 检验蟹状脉冲星在X射线能量下是否表现出射电脉冲星现象——脉冲消失、亚脉冲漂移和模式跃迁。
• 研究自转脉冲星中相干射电辐射与非相干X射线辐射之间的关联。
• 确定这些现象在X射线中缺失是否支持或反驳内间隙与外间隙辐射模型。
• 为脉冲星辐射理论模型提供观测约束，特别是关于相对论性电荷团簇与电流流动的作用。
• 评估射电与X射线能量下的脉冲消失是否同步或解耦，这可能揭示内间隙与外间隙之间的相互作用。

提出的方法

• 数据来自23次RXTE/PCA观测（ObsIDs 10203-01-01-00至10203-01-03-01），以EVENT模式获取，合并了所有五个PCU及每个PCU的两个集电极层的光子。
• 使用能量通道50–249（13.3–58.4 keV）以隔离感兴趣的X射线波段。
• 分析使用FTOOLS及自研软件处理并分析了187万次周期的单脉冲光 light curves。
• 构建并比较了积分脉冲轮廓与PSR J0437−4715的射电数据，以评估统计行为。
• 比较了X射线与射电数据的对数计数（LOG(N)，以评估脉冲强度分布。
• 研究重点在于检测X射线波段中是否存在脉冲消失（脉冲缺失）、系统性亚脉冲漂移及轮廓不稳定性（模式跃迁）。

实验结果

研究问题

• RQ1 蟹状脉冲星在X射线能量下是否表现出与射电波段相同的脉冲消失现象？
• RQ2 X射线辐射中是否观测到与内间隙模型一致的系统性亚脉冲漂移？
• RQ3 X射线光曲线中是否存在模式跃迁或轮廓不稳定的证据？
• RQ4 这些现象在X射线中缺失是否意味着射电辐射与X射线辐射源自不同的辐射区域？
• RQ5 射电与X射线能量下脉冲消失的同步或非同步存在，能否帮助区分射电脉冲消失的微观物理与全局物理成因？

主要发现

• 蟹状脉冲星在X射线观测中未表现出脉冲消失的迹象，187万次周期内脉冲强度无显著下降。
• X射线光曲线中未检测到系统性亚脉冲漂移，表明此类行为在该能量下不存在。
• 积分X射线脉冲轮廓随时间保持稳定，无模式跃迁或轮廓不稳定的迹象。
• 这些现象在X射线中缺失表明X射线辐射未像射电辐射那样被相干调制，支持非相干辐射机制。
• 结果与外间隙模型一致，即X射线辐射起源于外磁层中的相对论性粒子对，而射电辐射可能源自不同区域。
• 尽管射电波段可能存在脉冲消失，但X射线中未观测到，暗示射电脉冲消失更可能由微观物理过程（如相干性丧失）引起，而非全局电流中断。