射电脉冲星累积脉冲轮廓模式时标分布及其演化特征的研究

The stable integrated profiles of most radio pulsars can be obtained after summing many individual pulses over a sufficiently large number of pulsar periods. However, profiles of minority pulsars show mode changing behavior. There are few works on statistical distribution of the mode timescales owing to the limit of observation time, although previous studies for mode switching has largely been associated with profiles, spectra, polarization and timing of pulsars. By using the available data obtained from the Nanshan 25 m telescope, we plan to study the long-term pulse profiles for several pulsars, such as B1237+25, etc. Moreover, new observations will be carried out for more pulsars with mode switching behaviors by using Xinjiang 25 m telescope, and together with other large diameter radio telescopes, for example, Shanghai 65 m and FAST 500 m et al. The aim of our wok is to define the timescales for stability and mode characteristics, to study the evolution of mode timescales with time, and to test the correlation between the variation of profiles shape and timing properties, which play an important role for understanding the physical mechanism of mode switching in theory and dynamic procedures in pulsar magnetospheres.

大多数射电脉冲星在轮廓叠加足够多的周期后，就可以得到稳定的累积轮廓，但少数脉冲星的轮廓有模式变化行为。尽管前人在脉冲星的轮廓，谱，偏振和到达时间等方面对模式变化进行了大量研究，但由于观测时间的限制，关于模式持续时标分布及其演化的统计工作还很少。利用新疆天文台南山25米射电望远镜的历史数据，我们将对PSR B1237+25等几颗源的长时间的轮廓数据进行研究。此外，我们还计划继续利用新疆25米望远镜和其它大口径射电望远镜，如上海台65米和500米FAST等，对更多的有模式变化的源展开新的观测。我们的工作目的是定出这些脉冲星的不同模式的稳定性时标和模式特征时标，研究模式时标随时间的演化规律，并检验轮廓形状的变化和到达时间的相关性，这对我们了解模式变换机制的理论和磁层的动力学过程有重要作用。

在目前已经发现的2800多颗脉冲星中，大约有六十多颗脉冲星有模式变化现象，对这些源的模式变化现象的研究，有助于我们了解脉冲星内部辐射区域的性质。本项目处理了新疆天文台南山25米望远镜从2009年到 2014年在1540MHz上对PSR B1237+25等几颗源长时间的历史数据。并从2017年7月至2019年9月，我们继续利用新疆南山射电望远镜、洛南40米望远镜、上海天马望远镜以及云南天文台等望远镜对这些源进行了新的观测，得到了这些源的模式持续时标分布。利用PSR B0329+54在2004年3月连续20天的观测数据，研究了这颗源的稳定性时标以及信噪比随积分时间的变化规律。利用澳大利亚Parkes望远镜的数据，我们对 PSR J0614+2229、PSR B1825-0935和PSR J1048-5832等脉冲星的在多个频率上的模式变化特性进行了研究。利用云南40米射电望远镜，我们对Vela脉冲星在6800MHz进行了连续4个小时的监测，并详细研究了这颗源的巨微脉冲辐射特性。