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毫秒脉冲星J0437–4715的视差距离高精度测量研究获得极优参考点
2018-04-27  |  作者:  |  【  】 【打印】 【关闭

  遥远的星系中央的致密射电辐射,不仅可以示踪超大质量黑洞的存在,也可以用来作为天空平面稳定参考点,测量其附近脉冲星的距离。利用这种相对位置测量方法,分布于世界各地的射电望远镜组成的甚长基线干涉测量(简称VLBI)网观测可以精确测量银河系之内脉冲星位置的周期性变化,即周年视差,进而解算出视差距离。

  近期,云南天文台射电天文研究组博士生李志玄、瑞典Onsala天文台杨军研究员和上海天文台安涛研究员等人在距毫秒脉冲星J0437–4715的一个角分之内的天区中发现了两颗银河系之外的致密射电源,可用作极优的参考点精确测量此脉冲星距离,该工作并发表于英国《皇家天文学报》。

  此发现不仅极其幸运(约千分之一的概率),而且并有助于团队后续VLBI观测中,成倍提高其距离测量精确度,达到误差约1光年(约为其距离的0.2%)的极高测量水平。同时,由于此毫秒脉冲星是已知计时观测最稳定的脉冲星之一,通过VLBI视差距离和到达时间观测测量得到的动力学距离比较,还可探讨牛顿引力常数G的时间稳定性对脉冲星双星系统的微弱影响,给出G的变化率的更高精度的上限。

  这项研究也是云南天文台40米射电望远镜首次与澳大利亚VLBI网(简称LBA)联合天文VLBI观测的结果。在此项研究中,云台射电望远镜独一无二地提供了大量基线长度在6000千米以上的高灵敏度数据,扮演了关键角色。

  文末附图中的左右两侧的小图分别展示了这两颗射电源R1和R2的VLBI观测图像。在天空平面上,二者距脉冲星J0437–4715为13角秒和45角秒。由于两者VLBI结构致密,多频观测的射电流量密度差别较小,为光学厚的射电谱,并且流量长期稳定,因此二者只能是河外星系中央的致密射电核。鉴于这三颗射电源彼此极其接近,可用一套VLBI观测系统,在较高的观测频率上,对三颗源开展同时观测。在后续的数据处理中,通过作差法,以最亮的脉冲星作为校准源可极其干净地剔除数据中各种系统误差,精确测量相对位置。在不久将来,若利用观测带宽大于等于4GHz的VLBI观测,相对位置测量精度有望突破当前约十万分之一角秒的观测极限。

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