Тонкая частотная структура межзвездных мерцаний радиоизлучения пульсара В1133+16 на частоте 111 МГц

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Пульсар В1133+16 наблюдался на частоте 111 МГц на радиотелескопе БСА ПРАО ФИАН с октября 2022 г. по март 2023 г. Наблюдения проводились дважды в неделю в два последовательных дня. Всего было проведено 38 измерений параметров мерцаний с высоким частотным разрешением (до 65 Гц). Использовалась непрерывная запись сигнала в полосе частот 2.5 МГц. Сигнал был восстановлен методом когерентной дедисперсии. Проведен анализ динамических спектров пульсара с использованием двумерной автокорреляционной функции (2DACF). Исследовалась тонкая частотная структура мерцаний пульсара как по анализу временны́х и частотных сечений 2DACF динамических спектров, так и по спектрам отдельных импульсов. Из анализа частотных сечений двумерной автокорреляционной функции было показано, что истинный вид дифракционных частотных искажений в среднем может быть представлен обобщенной экспоненциальной функцией с характерной шириной частот 1.2 кГц и показателем 0.57. Сравнение параметров мерцаний отдельно для двух компонентов среднего профиля показало, что они одинаковы для обоих компонентов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. В. Попов

Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук

Email: popov069@asc.rssi.ru

Астрокосмический центр

Россия, Москва

Т. В. Смирнова

Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: tania@prao.ru

Пущинская радиоастрономическая обсерватория

Россия, Пущино

Список литературы

  1. B.J. Rickett, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 28, 561 (1990).
  2. P.A. G. Scheuer, Nature 218(5145), 920 (1968).
  3. B.J. Rickett, Nature 221( 5176), 158 (1969).
  4. B.J. Rickett, W. A. Coles, and G. Bourgois, Astron. and Astrophys. 134, 390 (1984).
  5. B.J. Rickett, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 15, 479 (1977).
  6. J.W. Armstrong, B.J. Rickett, and S.R. Spangler, Astrophys. J. 443, 209 (1995).
  7. V.I. Shishov and T.V. Smirnova, Astron. Rep. 46(9), 731 (2002).
  8. V.I. Shishov, T.V. Smirnova, W. Sieber, V.M. Malofeev, et al., Astron. and Astrophys. 404, 557 (2003).
  9. T.V. Smirnova, V.I. Shishov, W. Sieber, D.R. Stinebring, et al., Astron. and Astrophys. 455(1), 195 (2006).
  10. W. Lewandowski, M. Kowaliska, and J. Kijak, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 449(2), 1570 (2015).
  11. R.W. Romani, R. Narayan, and R. Blandford, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 220, 19 (1986).
  12. D.C. Backer, Astron. and Astrophys. 43(3), 395 (1975).
  13. J.M. Cordes, J. M. Weisberg, and V. Boriakoff, Astrophys. J. 268, 370 (1983).
  14. A. Wolszczan and J. M. Cordes, Astrophys. J. Letters 320, L35 (1987).
  15. Y. Gupta, N. D. R. Bhat, and A. P. Rao, Astrophys. J. 520(1), 173 (1999).
  16. A.T. Deller, W.M. Goss, W.F. Brisken, S. Chatterjee, et al., Astrophys. J. 875(2), id. 100 (2019).
  17. R.N. Manchester, G.B. Hobbs, A. Teoh, and N. Hobbs, Astron. J. 129(4), 1993 (2005).
  18. T.H. Hankins and B.J. Rickett, in Methods in Computational Physics. Radio astronomy 14, 55 (1975).
  19. I.A. Girin, S.F. Likhachev, A.S. Andrianov, M.S. Burgin, M.V. Popov, A.G. Rudnitskiy, V.A. Soglasnov, V.A. Zuga, Astronomy and Computing 45, id. 100754 (2023), arXiv:2303.17280 [astro-ph.IM].
  20. R.N. Bracewell, The Fourier Transform and its applications, McGraw-Hill Ser. Electrical Engineering, Networks and Systems (New York: McGraw-Hill, 1986).
  21. J.M. Cordes, Astrophys. J. 311, 183 (1986).
  22. J.M. Cordes, J.M. Weisberg, and V. Boriakoff, Astrophys. J. 288, 221 (1985).
  23. N.D.R. Bhat, A.P. Rao, and Y. Gupta, Astrophys. J. Suppl. Ser. 121(2), 483 (1999).
  24. N. Bartel, M.S. Burgin, E.N. Fadeev, M.V. Popov, N. Ronaghikhameneh, T.V. Smirnova, and V.A. Soglasnov, Astrophys. J. 941(2), id. 112 (2022).
  25. M.V. Popov, Astron. Rep. 66(12), 1311 (2022).
  26. M.V. Popov and T.V. Smirnova, Astron. Rep. 65(11), 1129 (2021).
  27. W. Feller, An Introduction to Probability Theory and its Applications, Vol. II, 2nd Edition (New York — London — Sydney — Toronto: John Wiley & Sons, Inc., 1971).
  28. M.V. Popov, N. Bartel, A.S. Andrianov, M.S. Burgin, et al., arXiv:2302.13326 [astro-ph.GA] (2023).
  29. F.A. Jenet and S. B. Anderson, Publ. Astron. Soc. Pacific 110(754), 1467 (1998).
  30. M.V. Popov, N. Bartel, M.S. Burgin, C.R. Gwinn, T.V. Smirnova, and V. A. Soglasnov, Astrophys. J. 888(2), id. 57 (2020).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Примеры средних профилей в отдельных сеансах наблюдений. Временно́е разрешение составляет 0.2 мс.

Скачать (143KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Примеры динамических спектров за 4 дня наблюдений. Шкала интенсивностей представлена в произвольных единицах. Столбцы справа от спектров соответствуют градации интенсивности сигнала. По оси x отложена частота в МГц, по оси y — номер импульса (время).

Скачать (141KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Примеры частотных сечений двумерных автокорреляционных функций (2DACF). Сплошные линии в левой части рисунка представляют синусоидальные кривые, обусловленные фарадеевским вращением плоскости линейной поляризации в полосе приемника, а штриховые линии соответствуют среднему значению синусоидальной волны. Правые панели рисунка показывают аппроксимацию частотного сечения обобщенной экспоненциальной функцией Y(x).

Скачать (174KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Функции, усредненные за весь период наблюдений. Вверху — средняя ACF в широком диапазоне сдвигов по частоте, в центре — ее центральная часть (устранено значение при нулевом сдвиге по частоте). Внизу — временно́е сечение средней 2DACF со следующими параметрами: Pf = 5.7 ± 0.1 МГц; fdif = 5.2 ± 0.1 кГц;  = 0.95 ± 0.01; tdif = 45.0±1.7 с.

Скачать (71KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сравнение временны́х и частотных сечений ACF и CCF для двух компонентов среднего профиля. Параметры, полученные при аппроксимации соответствующих функций, приведены в табл. 2.

Скачать (89KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Избранные сильные индивидуальные импульсы, зарегистрированные в наблюдательном сеансе 6 февраля 2023 г. Импульсы показаны с временны́м разрешением 20 мкс.

Скачать (63KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Автокорреляционные функции (ACF), полученные для спектров отдельных компонентов среднего профиля, и кросс-корреляционные функции (CCF) между спектрами отдельных компонентов. Они получены для индивидуальных импульсов в сеансе 2 февраля 2023 г. и представлены на рис. 6.

Скачать (156KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Результаты численного моделирования спектров. Верхний левый рисунок — индивидуальный импульс, зарегистрированный в сеансе 9 декабря 2022 г. под номером 58; верхний правый рисунок — спектр мощности для этого импульса (первый компонент); в середине слева приведена ACF для спектра мощности импульса № 58; в середине справа показан смоделированный спектр; в нижней части рисунка дается ACF от смоделированного спектра.

Скачать (125KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Сравнение усредненного по ансамблю ACF частотного сечения (штриховая линия) и соответствующей собственной частотной формы среднего по ансамблю сцинтиля (сплошная линия). Эти функции были вычислены в соответствии с уравнением (5) для параметров, указанных в тексте.

Скачать (41KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024