中子星與脈沖星天體物理

目錄
前言
第1章 中子星和脈沖星的介紹 1
1.1 脈沖星的發(fā)現(xiàn) 1
1.2 脈沖星的特性 2
1.3 脈沖星的射電觀測(cè)工具 4
1.4 愛(ài)因斯坦理論和引力波的驗(yàn)證 8
第2章 中子星模型和脈沖星的誕生 12
2.1 中子星的理論模型 12
2.2 超新星1054與蟹狀星云脈沖星 13
2.2.1 超新星1054 13
2.2.2 蟹狀星云脈沖星 14
2.3 超新星的爆發(fā)與脈沖星的誕生 15
2.3.1 超新星的爆發(fā) 15
2.3.2 脈沖星的誕生 16
第3章 脈沖星的觀測(cè)特征及分類(lèi) 17
3.1 脈沖星研究的里程碑 17
3.2 脈沖星主要波段的觀測(cè)特征 18
3.2.1 射電脈沖星的觀測(cè) 18
3.2.2 X射線脈沖星的觀測(cè) 20
3.2.3 射線脈沖星的觀測(cè) 21
3.3 特殊脈沖星的分類(lèi)及觀測(cè)性質(zhì) 22
3.3.1 正常脈沖星 22
3.3.2 毫秒脈沖星 23
3.3.3 射線脈沖星 24
3.3.4 磁星 26
3.3.5 中心致密天體 30
3.3.6 旋轉(zhuǎn)射電暫現(xiàn)源 32
3.3.7 球狀星團(tuán)脈沖星 34
3.3.8 超新星遺跡脈沖星 35
3.3.9 脈沖星雙星 36？
第4章 脈沖星的物理參數(shù)及其分布 40
4.1 脈沖星的周期和磁場(chǎng)的分布 40
4.1.1 脈沖星的周期測(cè)量及分布 40
4.1.2 脈沖星的磁偶極模型及磁場(chǎng)估計(jì) 43
4.1.3 脈沖星的磁場(chǎng)分布 45
4.2 脈沖星的周期演化案例 47
4.2.1 磁偶極輻射 47
4.2.2 引力波輻射 48
4.2.3 比較電磁與引力波兩種輻射機(jī)制 50
4.3 中子星的質(zhì)量 52
4.3.1 中子星的星體結(jié)構(gòu)方程 53
4.3.2 射電脈沖雙星的質(zhì)量測(cè)量 57
4.3.3 射電脈沖雙星的質(zhì)量估算 60
4.3.4 X射線中子星的質(zhì)量測(cè)量 61
4.3.5 X射線中子星系統(tǒng)的質(zhì)量估算 64
4.4 中子星的半徑 65
第5章 雙星演化與毫秒脈沖星的形成 67
5.1 X射線雙星及射電脈沖星雙星 67
5.1.1 X射線雙星及射電脈沖星雙星簡(jiǎn)介 67
5.1.2 愛(ài)丁頓光度 68
5.1.3 洛希瓣 71
5.1.4 星風(fēng)吸積 73
5.1.5 HMXB與LMXB的對(duì)比 75
5.1.6 HMXB的產(chǎn)生：密近雙星的質(zhì)量轉(zhuǎn)移 77
5.2 雙星中的質(zhì)量變化對(duì)軌道的影響 78
5.2.1 質(zhì)量守恒轉(zhuǎn)換 78
5.2.2 質(zhì)量損失引起的軌道變化 79
5.3 高質(zhì)量X射線雙星與中子星 79
5.3.1 三種星體的時(shí)標(biāo)簡(jiǎn)介 79
5.3.2 恒星演化階段的外層半徑變化及三類(lèi)密近雙星的演化 80
5.3.3 事件B的大質(zhì)量密近雙星系統(tǒng)的演化及HMXB的形成 81
5.3.4 HMXB的最終演化：雙中子星或黑洞 82
5.3.5 雙星系統(tǒng)中等演化的區(qū)分 83
5.4 LMXB與毫秒脈沖星 84
5.4.1 共同包層演化 84
5.4.2 部分帶有低質(zhì)量伴星的大質(zhì)量雙星形成LMXB演化的例子 85
5.4.3 從LMXB過(guò)渡到毫秒脈沖星 86
5.4.4 X射線雙星的形成 86
5.5 中子星磁場(chǎng)的衰減 87
5.5.1 磁場(chǎng){自旋周期圖中脈沖星雙星的分布 94
5.5.2 脈沖星雙星的不同參數(shù) 95
5.5.3 雙星系統(tǒng)中脈沖星的演化圖像 96
5.6 加速線上方的脈沖星雙星 97
5.6.1 第一組：擁有大質(zhì)量伴星的脈沖星 99
5.6.2 第二組：脈沖星的伴星是已演化的星體 100
5.7 毫秒脈沖星的B-P特性 101
5.7.1 MSP最小自旋周期與吸積質(zhì)量的關(guān)系 101
5.7.2 形成毫秒脈沖星所需的最小吸積率 103
第6章 吸積中子星 106
6.1 吸積中子星的發(fā)現(xiàn) 106
6.2 X射線觀測(cè)衛(wèi)星的歷史 108
6.3 吸積中子星的證認(rèn)及分布 112
6.4 雙星系統(tǒng)吸積過(guò)程的進(jìn)一步研究 113
6.4.1 星風(fēng)吸積 113
6.4.2 盤(pán)主導(dǎo)吸積 115
6.4.3 高磁化系統(tǒng)的吸積柱 116
6.4.4 低磁系統(tǒng)和吸積毫秒脈沖星 116
6.4.5 吸積中子星的阿爾文半徑、磁球半徑與共轉(zhuǎn)半徑 117
6.4.6 平衡周期線 118
6.5 吸積中子星的分類(lèi) 119
6.5.1 低質(zhì)量X射線雙星 119
6.5.2 中等質(zhì)量和高質(zhì)量X射線雙星 122
6.6 吸積中子星的磁場(chǎng)與回旋吸收線 124
6.7 Ⅰ型X射線暴 124
6.8 LMXB時(shí)變現(xiàn)象與準(zhǔn)周期振蕩 126
第7章 我國(guó)脈沖星的射電設(shè)備與天眼之問(wèn) 128
7.1 我國(guó)脈沖星的觀測(cè)設(shè)備 128
7.2 我國(guó)的射電望遠(yuǎn)鏡及發(fā)展 129
7.3 中國(guó)天眼FAST的天問(wèn) 131
7.3.1 天眼天問(wèn)之一——宋代的客星“天機(jī)” 131
7.3.2 天眼天問(wèn)之二——“蟹狀星云”的由來(lái) 132
7.3.3 天眼天問(wèn)之三——發(fā)現(xiàn)脈沖星：旋轉(zhuǎn)中子星 133
7.3.4 天眼天問(wèn)之四——發(fā)現(xiàn)蟹狀星云脈沖星的意義 134
7.3.5 天眼天問(wèn)之五——脈沖星名字的由來(lái) 134
7.3.6 天眼天問(wèn)之六——脈沖星轉(zhuǎn)動(dòng)為何那么快？ 135
7.3.7 天眼天問(wèn)之七——客星與脈沖星回答“李約瑟難題” 136
參考文獻(xiàn) 138
附錄 140
后記 142
彩圖