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孤立中子星的反冲速度分布

高能天体物理现象 2025-08-19 v2 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

中子星(NS)被认为在超新星形成时会受到出生反冲。为了研究这些反冲的幅度,我们分析了年轻孤立脉冲星的自行运动和距离估计值——通过视差或色散量度获得——并推断它们相对于局部静止标准的三维速度。我们发现,基于年龄小于 10 Myr 的脉冲星的视差距离得出的速度遵循对数正态分布,参数为 μ=5.60±0.12\mu=5.60\pm0.12σ=0.68±0.10\sigma=0.68\pm0.10,峰值在 {\sim}150--200 km/s,我们将其作为我们的基准反冲分布。使用先前建立的通过银河系轨迹偏心率推断反冲幅度的方法,我们还估计了较老脉冲星的反冲速度,发现其与我们的基准反冲分布一致。对所有年龄在 40 Myr 以下的脉冲星进行对数正态拟合,得到了更具约束性(但可能更容易受系统误差影响)的拟合,参数分别为 μ=5.67±0.10\mu=5.67\pm0.10σ=0.59±0.08\sigma=0.59\pm0.08。此外,我们(1)通过证明 Hobbs 等人(2005)的分析缺少一个用于校正其对数直方图分箱大小的雅可比行列式,解决了我们的结果与他们发现的 Maxwellian 分布之间的矛盾,后者的中位速度高出约 50%{\sim}50\%;并(2)论证其他人发现的双峰性在统计上并不显著,且先前的研究结果与我们的推断反冲分布一致,从而有效地调和了关于观测到的 NS 反冲的文献。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.22102,
  title  = {The Kick Velocity Distribution of Isolated Neutron Stars},
  author = {Paul Disberg and Ilya Mandel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.22102},
  year   = {2025}
}

备注

15 pages, 8 figures, accepted for publication by ApJL