高色散毫秒脉冲星搜索方法研究

Pulsar search and the discoveries are one of the key goals for FAST telescope. Pulsar discovery is the first step of the pulsar science. Based on pulsar catalogs and earlier studies, we realised that some high despersion measure (DM) millisecond pulsars (MSPs) could be missed due to the shortages in our current pulsar search process. Using non-targeted dedispersion plan (DM trials), sorting and ranking candidates with classical pulsar examples, and the tendentious decisions from humans are all reasons for missing high DM MSPs. Till now, the reasons of missing high DM MSPs are not considered enough. .We plan to develop this high DM MSP search method based on the previously used pulsar search method. With the archived data and simulated data, this new method can be fully tested. We will try to find the new high DM MSP signals in archived data and try to confirm them. We will also try to apply this new method for the data which come from the newly-built telescopes (e.g., FAST). Finally, we will have a sufficient and high-performance pulsar search method which is specified for high DM MSP search.

搜索和发现脉冲星是FAST望远镜的核心科学目标之一；而发现脉冲星，是开展脉冲星科学研究的第一步。通过分析已公开的脉冲星星表和前人的研究工作，我们意识到目前的脉冲星搜索过程存在缺陷，很可能导致高色散毫秒脉冲星的遗漏。搜索过程中未选取具有针对性的消色散方案，仅使用经典的脉冲星例子作为搜索结果的筛选和排序，以及最终的人为的判断决定，都存在着导致高色散毫秒脉冲星的遗漏的因素。这些因素在之前的搜索中并没有被充分考虑到。.基于前人获取的观测数据，我们制定针对高色散毫秒脉冲星的搜索方法，用历史数据和模拟数据验证这一方法，试图找出历史观测数据中可能存在的未知高色散毫秒脉冲星信号，并尝试使用最新的观测设备(如FAST)获取的观测数据来进一步验证这一搜索方法，最终得到一套有效且高效的针对高色散毫秒脉冲星的搜索方法。

本项目从高色散毫秒脉冲星搜索中的遗漏出发，从研究搜索方法，尝试新方法搜索历史数据，以及结合FAST观测三个方面来完成课题的实施。.本项目完成了三种脉冲星搜索方法或者疑似信号筛选方法的尝试。这三种方法分别是，缩短消色散步长、根据色散-信噪比关系筛选分类全部搜索结果、以及使用特定的观测方式开展观测。第一种方法用于Parkes历史数据处理，有新脉冲星发现，并且已经用于FAST漂移扫描观测数据的脉冲星搜索；第二种方法已成功用于FAST球状星团脉冲星搜索，超过10颗球状星团脉冲星的发现得益于此种方法；第三种方法是基于FAST观测模式的方法，也有相应的脉冲星在闪烁影响较大的球状星团中被发现和认证，目前正在被发展为验证包括高色散毫秒脉冲星信号在内的脉冲星信号的通用方法。本项目部分工作和成果，包括用于并行加速脉冲星搜索的程序(Yu et al. 2020)，用此程序搜索的到的脉冲星(Pan et al. 2020, Qian et al. 2019, Cameron et al. 2020) 等都已发表成文，更多的工作将在今后1-2年内发表。.本课题涉及的重要数据(集)包括：.1，Parkes脉冲星巡天数据在处理结果及人工分类超过41万个信号；.2，FAST球状星团观测数据；.随着本项目的开展，我们理解了脉冲星搜索中对于高色散信号遗漏的原因，并且已经有了多种解决方法。这些方法我们会继续使用，使之在FAST脉冲星搜索中发挥更广泛的作用。