[论文解读] 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 18

一句话总结

本论文报告了利用610 MHz的巨型米波射电望远镜在超新星遗迹G21.5-0.9中发现了一颗年轻的射电脉冲星PSR J1833-1034。该脉冲星的周期为61.86毫秒，周期导数为2.0×10⁻¹³ s⁻¹，特征年龄约为4,900年，自旋降解光度高达3.3×10³⁷ erg s⁻¹，使其成为已知银河系中能量最高的脉冲星之一。

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.

研究动机与目标

• 利用射电望远镜观测识别与超新星遗迹G21.5-0.9相关的脉冲星。
• 测定新发现脉冲星的自旋周期及其周期导数。
• 通过估算脉冲星的特征年龄和自旋降解光度，评估其演化状态。
• 评估脉冲星推断年龄与超新星遗迹G21.5-0.9估计年龄之间的一致性。
• 基于其能量特性，将脉冲星归类于已知年轻银河系脉冲星的范畴中。

提出的方法

• 观测使用中心频率为610 MHz的巨型米波射电望远镜（GMRT）进行。
• 应用折叠搜索技术检测来自紧凑旋转射电源的周期性射电辐射。
• 从折叠光曲线和定时解中测量脉冲周期及其导数。
• 利用标准脉冲星自旋降解公式τ = P / (2Ṗ) 计算特征年龄。
• 使用公式L = 4π²IΩ²Ṗ / c³ 计算自旋降解光度，其中假设I为10⁴⁵ g cm²。
• 将脉冲星的特征年龄与星云估计年龄进行比较，以评估一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 是否存在与超新星遗迹G21.5-0.9相关的脉冲星？若存在，其定时特性为何？
• RQ2 PSR J1833-1034的特征年龄是多少？其与相关超新星遗迹年龄相比如何？
• RQ3 PSR J1833-1034的自旋降解光度是多少？其在已知银河系脉冲星中的排名如何？
• RQ4 该脉冲星的定时解是否支持其作为年轻高能脉冲星的分类？
• RQ5 在脉冲星群体研究的背景下，该脉冲星的高自旋降解光度有何重要意义？

主要发现

• PSR J1833-1034的自旋周期为61.86毫秒，周期导数为2.0×10⁻¹³ s⁻¹。
• 该脉冲星的特征年龄估计约为4,900年，与超新星遗迹G21.5-0.9的年龄一致。
• 该脉冲星的自旋降解光度为3.3×10³⁷ erg s⁻¹，在已知银河系脉冲星中排名第二高。
• 该脉冲星的定时参数表明其为一颗年轻、高能的中子星，符合年轻超新星遗迹中发现的典型特征。
• PSR J1833-1034的观测特性支持其为产生G21.5-0.9的超新星残余中子星的身份。
• 该脉冲星的高自旋降解光度与年轻特征年龄共同确认了其作为一颗强大且新近诞生的脉冲星的地位。