编辑: JZS133 2013-06-19
中国科学院上海天文台年刊2011 年 总第

32 期ANNALS OF SHANGHAI OBSERVATORY ACADEMIA SINICA No.

32,

2011 上上上海 海 海天 天 天文 文 文台 台台25 m 射射射电 电 电望 望 望远 远 远镜 镜 镜首 首 首次 次次单单单天 天 天线 线 线脉 脉 脉冲 冲 冲星 星 星观 观 观测 测测罗近涛 1,2 , 李斌1,陈岚1,2 , 郝龙飞

3 , 张秀忠

1 ( 1. 中国科学院上海天文台,上海 200030;

2. 中国科学院研究生院,北京 100049;

3. 中国科学院云 南天文台, 昆明

650011 ) 摘要: 介绍上海天文台

25 m 射电望远镜首次单天线脉冲星观测.

2010 年4月23 日, 使用上海 天文台位于佘山观测基地的

25 m 射电望远镜对脉冲星 J0332+5434 在L波段进行了观测,此次 观测使用 VLBI 终端进行数据采集记录,通过对观测数据进行非相干消色散和周期折叠,成功获 得目标源的平均轮廓.此次观测的成功,表明该天线具备开展单天线脉冲星观测的条件,并为上 海天文台建设中的

65 m 天线的天文观测提供了参考,为将来自主研发脉冲星终端进行了技术储 备. 关键词:脉冲星;

观测;

非相干消色散;

射电望远镜 中中中图 图 图分 分 分类 类 类号 号号: : :P111.44, P1113

1 引言脉冲星是一类重要的天体,对脉冲星的观测研究具有重要的科学意义.通过对脉冲星的 观测,可以进行高精度计时守时、天体力学与天体测量、强场下的引力物理、太阳系系外行 星、 星系和星际介质、 超致密物质和极端情况下的等离子物理等方面的研究. 中国在脉冲星理论研究方面已经有比较高的水平,但观测方面相对比较落后 [1] .中国国 内进行脉冲星观测的主要有中国科学院新疆天文台,利用

25 m 天线和与国外合作研制的终 端[1] 该台从

1999 年开始进行长期观测, 对74 颗脉冲星进行了常规观测, 对284 颗脉冲星进 行了监测 [2,3] .另外, 云南天文台使用

40 m 天线和国内自主研制的数字化 VLBI 终端开展观 测, 获得了一些脉冲星的平均轮廓 [4] . 上海天文台

25 m 射电望远镜建成于

1987 年, 主要用于 VLBI 观测.为增强中国国内脉 冲星观测力量,需要测试利用该天线开展脉冲星单天线观测的可能性.2010 年4月23 日首 次使用该天线进行了脉冲星单天线观测, 获得目标源的平均轮廓. 此次观测的成功,证明该天线具备开展脉冲星单天线观测的条件,为上海天文台建设中 的65 m 天线的天文观测提供了前瞻性参考.同时此次观测对脉冲星信号的处理方法进行了 验证, 为今后自主开发脉冲星终端进行了技术储备. 收稿日期: 2010-12-01 ;

修回日期: 2011-04-19

130 中国科学院上海天文台年刊2011 年130 中国科学院上海天文台年刊2011 年130 中国科学院上海天文台年刊2011 年2脉冲星信号的消色散 脉冲星发射的射电信号受星际介质的影响,会产生色散效应,使得高频信号先于低频信 号到达.如果不对各频率分量进行时间调整而直接相加, 脉冲信号会展宽, 甚至完全消失. 星际介质为低温等离子体.假定星际介质是均匀的, 那么其等离子的频率为: fp = e2ne πme ? = 8.5kHz ne cm?3 1/2 , (1) 其中 e 为电子的电量, ne 为电子的数目密度, me 为电子的质量.对于星际介质, 电子数密度 近似为 0.03 cm?3 , 相应地有 fp ? =1.5 kHz. 对于脉冲星信号频率为 f 的分量, 其在星际介质中的群速度为 vg = c?, 其中 c 为真空中 光速, ? =

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