频率依赖、时间变化的色散测量的首次探测
星系天体物理
2019-04-10 v2 高能天体物理现象
摘要
背景。高精度脉冲星计时实验受到色散测量（DM）时间变化的影响，这与星际电子含量的空间变化有关。对 DM 变化的修正依赖于冷等离子体色散定律，该定律指出色散延迟随观测频率平方的倒数变化。然而，如果被探测的电子含量（因此 DM）随观测频率变化，正如理论所预测的那样，这可能会给出不正确的测量。目的。我们研究电离星际介质中的小尺度密度变化。这些结构可能导致脉冲星信号中频率依赖的 DM，并可能妨碍使用低频脉冲星观测来修正高频脉冲星计时数据中的时间变量星际色散。方法。我们使用了来自德国长波（GLOW）联盟的三个台站（属于低频阵列（LOFAR））的高节奏低频观测。具体给出了对 PSR J2219+4754 长达 3.5 年的每周观测。结果。我们给出了对任何星际天体的频率依赖 DM 的首次探测，以及所测 DM 的时间和频率依赖性的精确多年时间序列。观测到的 DM 变率显著，可能由极端散射事件引起。对频率依赖 DM 的潜在原因进行了量化与评估。结论。我们得出结论，DM 的频率依赖性已被可靠探测到，并由星际电子含量中达数十 AU 尺度的小尺度但陡峭的密度变化引起。我们发现 DM 变率中的长期趋势同样影响在我们频带两端测得的 DM，因此预计对长期高精度计时项目的负面影响有限。
引用
@article{arxiv.1902.03814,
title = {First detection of frequency-dependent, time-variable dispersion measures},
author = {J. Y. Donner and J. P. W. Verbiest and C. Tiburzi and S. Osłowski and D. Michilli and M. Serylak and J. M. Anderson and A. Horneffer and M. Kramer and J. -M. Grießmeier and J. Künsemöller and J. W. T. Hessels and M. Hoeft and A. Miskolczi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.03814},
year = {2019}
}
备注
to be published in A&A (accepted 2019-02-06), 11 pages, 7 figures, update: A&A language editing, typos