[论文解读] Upper Limits on the Pulsed Radio Emission from the Geminga Pulsar at 35 & 327 MHz

R. Ramachandran, A. A. Deshpande+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 21, 1998

Pulsars and Gravitational Waves Research被引用 1

一句话总结

本研究在35 MHz和327 MHz频段对Geminga脉冲星进行了非检测，分别建立了75–100 mJy和0.2–0.3 mJy的平均流量上限。结果表明，Geminga可能仅在约100 MHz的狭窄频率范围内具有射电辐射，否则为射电安静态，可能由于波束几何结构或谱谱转折所致，这与早期在102 MHz处检测到的结论相矛盾。

ABSTRACT

We report here our observations at 35 MHz and 327 MHz made in the direction of the Gamma Ray pulsar Geminga. Based on the observed absence of any significant pulsed emission from this source above our detection thresholds at the two frequencies, we obtain useful upper-limits for the average flux to be 75-100 mJy at 35 MHz, and 0.2-0.3 mJy at 327 MHz. We discuss a few possible reasons for the ``radio-quiet'' nature of this pulsar at frequencies other than around 100 MHz.

研究动机与目标

• 通过在更低和更高的频率进行观测，检验此前报告的在102 MHz处检测到Geminga脉冲射电辐射的结论。
• 在35 MHz和327 MHz频段建立Geminga脉冲射电流量的稳健上限。
• 研究Geminga在约100 MHz以外频率呈现射电安静态的可能原因。
• 评估报告的102 MHz流量测量结果与在35 MHz和327 MHz处的非检测结果之间的一致性。
• 评估谱转折或波束几何结构是否可解释其频率依赖的可检测性。

提出的方法

• 观测使用Gauribidanur望远镜在35 MHz频段和Ooty射电望远镜在327 MHz频段进行。
• 数据以两位量化方式记录，并通过傅里叶变换和去色散处理（色散量范围为0–60 pc cm⁻³）进行处理。
• 通过脉冲周期（237 ms）及其谐波对数据进行折叠，以搜索周期性脉冲信号。
• 在将各频段的功率谱叠加之前，识别并剔除干扰信号。
• 基于未检测到显著脉冲信号，结合校准不确定性，推导出流量上限。
• 通过谱指数分析，检验102 MHz处检测结果与35 MHz和327 MHz处非检测结果之间的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 尽管灵敏度相似，为何Geminga在102 MHz处被检测到，而在35 MHz或327 MHz处未被检测到？
• RQ2 在非检测结果下，Geminga在35 MHz和327 MHz处的真实平均流量是多少？
• RQ3 Geminga射电辐射的谱指数是否可能比–2更陡，如非检测结果所暗示的那样？
• RQ4 报告的102 MHz流量是否被高估，或者其辐射是否具有高度变异性？
• RQ5 波束几何结构或谱转折是否可解释其频率依赖的可检测性？

主要发现

• 在35 MHz频段未检测到Geminga的显著脉冲射电辐射，因此其平均流量上限为75–100 mJy。
• 在327 MHz频段未检测到显著脉冲辐射，因此其平均流量上限为0.2–0.3 mJy。
• 这些上限是迄今为止在300–400 MHz频段内最严格的约束。
• 在327 MHz处的非检测结果意味着，若假设102 MHz处的流量为~60 mJy，则谱指数将比–4.5更陡，这极为罕见。
• 与102 MHz处检测结果的差异可能源于该频率处流量被高估，或在35 MHz至100 MHz之间存在谱转折。
• 结果表明，Geminga的射电辐射可能被限制在极窄的频率范围内，可能由于波束几何结构或谱转折所致。