基于多重分形方法的射电波段蟹状星云结构复杂性分析

蟹状星云是一个在不同观测频率下均呈现复杂形态模式的天体物理系统。我们利用公开可用的射电频率成像数据，对星云的结构复杂性进行了系统研究。分析中，我们采用了著名的二维多重分形去趋势波动分析。我们发现射电数据表现出长程相关性，这与超新星爆发及演化的 underlying 物理预期一致。相关性随长度尺度呈幂律标度。结构复杂性被证实具有多重分形性质，这由去趋势波动函数的广义 Hurst 指数对矩阶次的依赖所证实。通过对重排数据重复分析，我们进一步探究了射电成像数据中多重分形的起源。对于射电数据，我们发现概率密度函数接近于高斯形式。因此，多重分形行为源于大幅值与小幅值去趋势波动场的长程相关性之差异。我们考察了射电图像不同分区下的多重分形参数，发现图像各处的结构高度异质，使蟹状星云成为一个结构复杂的天体物理系统。我们的分析从而从复杂性科学视角为蟹状星云的形态提供了新颖见解。