脉冲星是宇宙中极端条件的物理实验室，也代表着多学科前沿。脉冲星辐射机制是天文领域的核心科学问题之一，但脉冲星的辐射区域、磁层中带电粒子加速机制以及脉冲星表面等与辐射机制息息相关的问题，在理论上没有得到全面的理解。随着观测设备灵敏度的提高，来自脉冲星内禀微弱地辐射信号被探测到，这有助于天文学家对脉冲星磁层辐射过程，以及对脉冲星表面有更加全面地理解。

近日，以广西大学物理学院为第一单位，来自国家天文台、北京大学、贵州师范大学和中国科学院大学的研究人员，利用中国天眼FAST对全相位辐射的射电脉冲星B0950+08进行偏振观测，绘制出了脉冲星B0950+08的三维磁层结构和子午面辐射几何（磁轴和自转轴共面），如图1所示

图1

       根据这颗脉冲星的辐射特征，研究人员绘制出B0950+08表面火花放电图像（图2）

图2

研究人员发现这颗星很强的辐射窗口，即图2中的I和M点非对称地分布在子午面的两侧。这个观测结果间接反映出脉冲星表面物理，在该脉冲星极冠区表面可能分布着高度不同的小山峰，这些山峰导致脉冲星表面不同区域有着优先级不同放电顺序，使得强辐射窗口远离子午面。脉冲星的表面与脉冲星物态方程密切相关，而由夸克物质组成的脉冲星相比于传统中子星更容易形成小山峰。该研究成果已于2024年2月29日发表在国际天文学杂志The Astrophysical Journal上。

论文作者：王正理（广西大学）、卢吉光（国家天文台，通讯作者）、姜金辰（国家天文台）、曹顺顺（北京大学）、李柯伽（北京大学）、梁恩维（广西大学，通讯作者）、尚伦华（贵州师范大学）、王维扬（中国科学院大学）、徐仁新（北京大学，通讯作者）、朱炜玮（国家天文台）。

论文链接：https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad217a。

 

脉冲星单脉冲辐射状态以及偏振辐射方向等信号可能反映出脉冲星表面放电点分布和磁层中不同模式波的偏振辐射过程。近日，以广西大学物理学院、国家天文台、北京大学、和中国科学院大学组成的合作团队，对全相位辐射脉冲星B0950+08的单脉冲进行分析与研究。研究人员发现脉冲星辐射的物理过程与辐射相位的远近没有正相关。如图1所示，流量强度相当的辐射窗口有着正相关，其中颜色棒代表着相关系数。该现象首次在这颗脉冲星中发现。对单个周期的辐射状态进行研究，如下图2所示，研究人员发现有的脉冲周期有多个辐射窗口，这种潜在的物理机制是脉冲星表面可能分布不同高度的小山峰，山峰的高度决定着表面放电点放电的优先顺序。这个观测结果进一步表明这颗脉冲星表面不是光滑的，而是长有不同高度的小山峰。

 

图3

如图3所示，将每一个辐射相位点上偏振状态映射到庞加莱球上，不同斑点代表着不同模式的偏振波。该结果显示，在强辐射窗口，偏振状态都发生跳变。这表明全相位辐射脉冲星B0950+08磁层中由多种模式的波主导着偏振辐射状态。偏振辐射的这种跳变现象背后的物理机制还没有得到很好的理解，该研究结果为理解这颗脉冲星偏振辐射的跳变现象提供新的方向。该研究结果于2024年3月24日作为封面文章在国际天文杂志Astronomische Nachrichten上。

论文作者：王正理（广西大学）、卢吉光（国家天文台）、姜金辰（国家天文台）、曹顺顺（北京大学）、王维扬（中国科学院大学）、梁恩维（广西大学）、徐仁新（北京大学，通讯作者）。

论文链接：https://doi.org/10.1002/asna.20240010.