基于慧眼-HXMT观测研究脉冲星X射线辐射特征演化

The high energy emission process has always been concerned in pulsar’s research. Based on the Insight-HXMT observations, we will study the X-ray and gamma ray timing, pulse profile and the phase-resolved spectrum of pulsar, the evolution of the profile, pulsed flux, and phase-lag between different energy bands, and the correlation between the evolution feature and pulsar characteristic parameters. In comparison with the results obtained from the statistical study of pulsar samples, our results from Insight-HXMT observations will set new constraints on the structure of magnetosphere and high energy emission mechanism, which can be used to test the different theoretical models on pulsars. The evolution of the magnetosphere should be studied when the pulsar experiences the mode change. The variation of the magnetosphere might be some chances to study magnetosphere when the pulsar experiences the large glitch.

脉冲星高能辐射的机制一直是脉冲星研究的前沿。本项目将利用慧眼-HXMT对脉冲星的观测研究脉冲计时、脉冲轮廓以及相位分解谱性质；结合已有的观测结果研究脉冲轮廓演化、脉冲流量、不同波段相位差与脉冲星特征参数之间的相关关系；对比研究单脉冲星的演化与统计结果的差异，寻找脉冲星的演化规律。根据脉冲星脉冲轮廓、流量、计时噪声等观测数据对脉冲星高能辐射的模型进行检验，比较各个模型的适用情况，研究脉冲星高能辐射区域的结构及其演化。研究年轻脉冲星在发生模式转换时，脉冲星的辐射行为演化；在发生周期跃变时，脉冲星磁层的演化，以揭示年轻脉冲星磁层的辐射机制。

本项目利用慧眼HXMT脉冲星累积观测的数据和其他空间卫星的观测数据，系统研究了脉冲星高能辐射的长期演化特性。首先，在脉冲星的相位分解谱、状态转换的研究和周期跃变的统计研究方面也取得研究进展。对于Crab脉冲星，利用慧眼HXMT的观测得到更加详细的相位分解能谱；大的周期跃变没有影响X射线脉冲辐射特征并在另外两个周期跃变中寻找延迟加速成分；发现了第二颗年轻脉冲星PSR J1124-5916存在状态转换；系统研究了类Vela脉冲星的周期跃变。其次，在磁星和快速射电暴的研究中，围绕第一个和快速射电暴成协的磁星SGR J1935+2154开展系列观测和研究，并发现存在成协的准周期振荡现象。最后，针对慧眼HXMT的Crab观测数据，利用地球大气掩食的方法，反推地球大气层的密度和成分；并利用Crab脉冲星的周期性特征，对慧眼HXMT时间系统的精度进行了检验。