毫秒脉冲星和吸积中子星研究

毫秒脉冲星（MSP）源于X射线双星系统中的中子星（NS）吸积加速，此间磁场衰减。我们探讨MSP的最快自旋和最小磁场，以及它们和吸积质量、吸积率的关系，揭示MSP演化机制。 也研究白矮星吸积塌缩形成MSP的可能性，及其特性。 探讨高光度Z源和低光度Atoll源中子星的磁场、以及两者关系。 对于MSP和常规脉冲星的磁场(B)和自旋周期(P)分布差异， 根据B-P的演化模型， 采用Monte-Carlo分析NS早期B-P分布，得到演化后的分布状态，再与观测对比，确定磁场和周期演化的特征。 进一步， 做出各种测量方法得到的脉冲星和X射线NS磁场统计，分析其磁场演化规律。 研究双星MSP和X射线NS质量统计分布， 给出其质量和自旋周期关系，比较理论模型和观测结果，推论MSP形成过程。分析X射线中子星能谱得到其磁场约束。 探讨脉冲星的演化和空间运动分布， 为FAST望远镜巡天提供样本优选策略。

本项目研究毫秒脉冲星和其前身星--X射线双星系统中的吸积中子星（NS）的物理性质与演化过程。 我们利用X-射线源Cyg X-2，SAX J1808.4–3658和4U 1820–30检验千赫兹准周期震荡的相对论进动模型（RPM）和阿尔文波震荡模型（AWOM）。发现RPM预言的中子星质量比实际测量值系统的偏大，而AWOM预言的中子星半径为10–20 km， 这与观测结论一致。同时我们利用AWOM推测三个中子星源的内部物质组成， 进而推测千赫兹准周期震荡（kHz QPO）的发射位置，我们发现所有kHz QPO的发射半径均大于中子星半径，且Atoll源和Z源的发射半径都集中于16–19 km，这暗示了两类源具有相似的磁球半径。根据NS磁场-周期B-P的演化模型， 采用Monte-Carlo分析NS早期B-P分布，得到演化后的分布状态，与观测对比，得到观测与理论一致的结果。通过考虑引力波辐射，我们计算了毫秒脉冲星加速， 发现NS转动周期将出现最小值， 这与引力波角动量减少有关。针对Crab脉冲星，我们研究了其诞生周期，亿年量级的周期演化过程描述将为FAST望远镜观测提供依据。此外， 中子星的质量分布、毫秒脉冲星形成、双星脉冲星分布、QPO的轮廓分析，我们也一并计算，得到满意的结果。 我们用RXTE卫星数据分析了atoll源4U 7135-44的软X和硬X的交叉相关函数，有百秒时间延迟的反相关出现在孤岛态，大多处于“孤岛”态的观测，软X和硬X没有明显的相关性，大多数处于“香蕉”态的观测，软X和硬X是正相关的。然而在“香蕉”的右上部也探测到了软X和硬X的反相关。另外，我们对一个既有正相关又有反相关的观测号的谱进行了分析，反相关出现在这个观测的最大流量处。拟合结果表明在流量最大处，康普顿成分不是最小的，这暗示着反相关可能与软态和硬态的转变有关系。