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Spider脉冲器的伽马射线轨道调制:三项发现与普遍调制分数

高能天体物理现象 2026-01-23 v2

摘要

紧凑型二进制脉冲脉冲器(也称为蜘蛛)允许我们探测位于光柱(半径约 10710^{7} cm)和伴星(约 101110^{11} cm)之间的脉冲风。其已知在轨道上flux会随之变化,从射电波到X射线。过去十年间,发现了少数几只蜘蛛的伽马射线轨道调制(GOM),但其起源仍基本未知。我们系统搜索了 43 个系统中是否存在GOM,筛选出 pulsed 0.1-1 GeV 光子,并使用来自 Fermi 第三脉冲目录中的自旋和轨道 ephemeris。我们发现了来自 PSR J1124-3653、PSR J1946-5403 和 PSR J2215+5135 的GOM,并确认了四项先前的检测。在所有七个案例中,GOM 在脉冲器的优势交会处附近达到峰值。X射线轨道光度曲线通常处于反相位,位于 inferior conjunction 时达到峰值,但我们发现一个案例中,伽马射线和X射线都在优势交会处达到峰值:PSR J1946-5403。我们测量了GOM的调制分数,发现所有七只蜘蛛的调制分数一致,平均值为 22.0±2.6%22.0 \pm 2.6\%。包括边缘倾斜的遮挡系统后,我们发现调制分数与轨道倾角(在 \simeq45-90^\circ 范围内)之间没有明确的依赖关系。我们的结果挑战了基于伽马射线和X射线的逆伽马射线和同步辐射模型来解释蜘蛛中GOM的假设,这些模型预测轨道倾角(在高倾角处的调制更强)之间存在明确的依赖关系。我们几乎翻倍了蜘蛛GOM检测的数量,表明其比此前所想的更为常见。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.11699,
  title  = {Gamma-ray Orbital Modulation in Spider Pulsars: Three Discoveries and a Universal Modulated Fraction},
  author = {Maksat Satybaldiev and Manuel Linares and Vittoria Vecchiotti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.11699},
  year   = {2026}
}

备注

26 pages, 16 figures, 5 tables; accepted to ApJ; section 3.5 with SEDs added as requested by the referee; GOM animation https://home.phys.ntnu.no/LOVE-NEST/gamma-ray-orbital-modulation-in-spider-pulsars/