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太阳风变化性对脉冲星计时的影响

高能天体物理现象 2021-03-17 v1

摘要

高精度脉冲星计时需要对射电波的色散延迟进行精确修正,这些延迟由色散量(DM)参数化,尤其当这些延迟随时间变化时。在先前论文中,我们研究了脉冲星计时中用于缓解由太阳风(SW)每年引起的 DM 超额的 SW 模型,发现它们不足以满足高精度脉冲星计时。此处我们分析额外的脉冲星数据集,以进一步探究当前脉冲星计时所用 SW 模型的哪些方面可轻易改进,以及在何种计时精度水平下 SW 缓解可行。我们的目标为验证:a) 数据是否更好地由具有时变幅度的 SW 球对称模型而非文献中建议的时不变模型描述;b) 是否能探测到该模型幅度的时序趋势。我们对低频脉冲星观测使用脉冲星计时技术来估计 DM,并量化当地球绕太阳运动时此值如何变化。具体而言,我们利用 LOFAR 在最长 6 年的时间跨度内对 14 颗脉冲星进行每周至每月的 DM 监测。我们开发了一种有依据的算法,将 DM 的星际变化与 SW 引起的变化分离,并通过大量模拟演示了该算法的功能。假设 SW 密度呈球对称模型,我们推导出每年观测的该模型幅度。我们表明,具有时变幅度的球模型比恒定幅度球模型更好地拟合观测,但两种方法均在样本中的若干脉冲星上留下显著的 SW 诱导延迟未修正。球模型的幅度被发现随时间变化,这与先前建议相反。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.11726,
  title  = {The impact of Solar wind variability on pulsar timing},
  author = {C. Tiburzi and G. M. Shaifullah and C. G. Bassa and P. Zucca and J. P. W. Verbiest and N. K. Porayko and E. van der Wateren and R. A. Fallows and R. A. Main and G. H. Janssen and J. M. Anderson and A-. S. Bak Nielsen and J. Y. Donner and E. F. Keane and J. Künsemöller and S. Osłowski and J-. M. Grießmeier and M. Serylak and M. Brüggen and B. Ciardi and R. -J. Dettmar and M. Hoeft and M. Kramer and G. Mann and C. Vocks},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.11726},
  year   = {2021}
}

备注

14 pages, 9 figures. Accepted for publication in Astronomy and Astrophysics