脉冲星风云 - 超新星遗迹复合体的理论与观测

在本工作中，我们研究了关于脉冲星 (PSRs)、脉冲星风云 (PWNe) 和超新星遗迹 (SNRs) 的理论与观测问题。特别是，我们对年轻 PWNe 进行了光谱建模，并对具有磁星的 SNRs 进行了 X 射线分析，将其特征与围绕经典脉冲星的遗迹进行了比较。PWNe 的光谱范围从射电波段延伸至 $\gamma$-射线。它们是银河系中已识别的 $\gamma$-射线源中最大的一类，其数量在过去几年中从 1 个增加到了约 30 个。我们开发了一套详细的光谱代码，能够重现自由膨胀阶段 ($t_{age} \lesssim$10 kyr) PWNe 的电磁光谱。我们阐明了光谱的时间演化、蟹状星云中的同步自康普顿主导性、在 TeV 能量处探测到的 PWNe 中的粒子主导性，以及物理参数如何限制 PWNe 在 TeV 波段的可探测性等问题。我们对所有银河系内、TeV 波段探测到的年轻 PWNe 进行了系统研究，从而发现了参数之间的相关性和趋势。我们还讨论了那些未在 TeV 波段探测到的 PWNe 的光谱，探讨了低磁化星云模型是否能解释缺乏探测的现象，或者高磁化模型是否更为有利。关于 SNRs 的 X 射线分析，我们利用具有磁星的 SNRs 的 X 射线光谱学来讨论此类极端磁化 PSRs 的形成机制。20 世纪 90 年代提出的 $\alpha$-发电机机制产生的能量释放应当会影响超新星爆炸的能量。我们扩展了 \cite{vink06} 先前关于超新星爆炸能量学的工作，寻找这种能量释放，并考察元素电离和 X 射线光度，同时将我们的结果与其他具有相关中心源的 SNRs 进行了比较。