脉冲星辐射的研究

脉冲星一直是天体物理学研究中的前沿课题之一，涉及射电天文、高能物理、空间天文、等离子体物理等多个学科，研究内容非常广泛。无论是国际上的下一代射电望远镜SKA还是中国的FAST，脉冲星都是首选的几个关键研究项目之一。我们选择"脉冲星辐射"作为主题，从射电辐射的观测和分析、高能辐射的观测和理论、脉冲星磁层辐射区物理和辐射机制、脉冲星辐射的电磁波在磁层中的传播等几个方面展开深入研究。利用国际上的射电望远镜和空间望远镜进行观测，并积极深入研究脉冲星辐射的产生和传播理论，解释观测事实和脉冲星辐射的规律。利用国际合作，在上述几个方向上融入国际上主要的脉冲星研究团队。这样有机联系的课题结构和我们的科研团队，应该能够使我们在几年里在一到两个方面做到世界前列，在其他方面进入前沿领域，并能够为中国未来的大射电天文望远镜FAST培养几个非常优秀的脉冲星研究人才。本项目可看成是国家大科学工程配套的科研预热项目。

脉冲星研究是国内大射电望远镜FAST和65米以及将来国际大射电望远镜SKA的重点课题，国内在这方面的研究力量明显不足，需要培养。“脉冲星辐射的研究”的重点基金课题在五个方面进行布局：1）脉冲星射电辐射的观测和分析；2）脉冲星高能辐射的观测和分析；3）脉冲星辐射机制的研究；4）脉冲星辐射在磁层中传播效应的研究；5）关于脉冲星的其他研究和应用等，取得了非常重要的成果。突出的有：1）韩金林等发表了GBT望远镜观测的100颗射电脉冲星的偏振轮廓，被剑桥大学出版的《Pulsar Astronomy》教科书第四版中在三个地方引用。2）王伟发现了2颗超长自转周期的X射线脉冲星，丰富了中子星的类型，为磁星起源和X射线双星演化提供了新线索。3）王鹏飞等研究了脉冲星共转磁层沿磁力线流动的相对论等离子体的曲率辐射，发现辐射会产生各种圆偏振轮廓。4）我们研究Fermi伽玛射线脉冲星的高能辐射和射电辐射，以此来限定辐射区的物理性质。李柯伽等人研究了脉冲星高能辐射区的高度低限；杜源杰等人模拟了环间隙区加速和辐射，特别是年轻脉冲星和毫秒脉冲星的高能辐射轮廓。关于Vela脉冲星辐射区域的研究，被被剑桥大学出版的《Pulsar Astronomy》教科书第四版引用。王陈等人研究了脉冲星磁层中射电辐射的各种传播效应，发现它们对辐射强度、偏振位置角曲线以及圆偏振轮廓有足够的影响，可以很好的解释conal-double脉冲星中偏振位置角方向与圆偏振符号之间的关系、部分脉冲星的总强度轮廓与偏振曲线偏离的现象以及一些特殊的垂直模式现象；研究了脉冲星磁层中的法拉第效应。项目执行期间，我们总共发表了60多篇论文，其中国际刊物SCI论文有51篇，被国际会议邀请报告10次。培养了8名博士毕业和5名硕士毕业，在读的博士4名和硕士5名。