薄屏模型致密天体与弥漫介质研究团组课件

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1、星际闪烁和散射星际介质对信号传播的影响星际介质分布在恒星和恒星之间，包括星际气体、星际尘埃、宇宙线与星际磁场。星际介质对地球上所接受天体辐射信号的影响：1.色散展宽(DM)2.散射3.法拉第旋转(FaradayRotation)4.星际闪烁(Scintillation)由一定尺度上的介质非均匀性引起脉冲星——星际介质的探针脉冲星辐射是动态的信号：色散展宽，电子柱密度。散射：导致轮廓展宽脉冲星辐射具有偏振：法拉第旋转探测星际磁场分布。脉冲星辐射被限制限制在很小的角径范围，近似点光源：星际闪烁。2021/9/254PulsarWorkshop,2009,Beijng

2、色散散射导致脉冲轮廓展宽2021/9/255PulsarWorkshop,2009,Beijng2021/9/256PulsarWorkshop,2009,Beijng散射导致脉冲轮廓展宽星际磁场引起的法拉第旋转旋转量RM星际闪烁2021/9/258PulsarWorkshop,2009,Beijng经过薄屏后信号的相位和幅度的变化展宽角径散射展宽2021/9/25PulsarWorkshop,2009,Beijng9薄屏模型可以较好地符合大部分观测现象星际闪烁ApparentsourcediametersSD－dd2021/9/2510PulsarWorksh

3、op,2009,Beijng星际介质在空间的分布空间分布理论模型其中q=1/a为波数，湍流扰动尺度的倒数。：视线方向电子密度平均空间湍动强度。β=11/3：Kolmogorov谱当β≥4时，陡谱模型(Bandford&Narayan1985)内尺度模型（innerscale）(Colesetal.1987)2021/9/2512PulsarWorkshop,2009,Beijng星际介质在空间的分布薄屏模型：不均匀区的典型大小为a，厚度为D，各处的折射率不同，是随机分布的，平均折射率接近于1。厚屏模型：弥漫于脉冲星与观测者之间2021/9/2513PulsarW

4、orkshop,2009,Beijng散射理论：等效屏模型脉冲星星际闪烁衍射式闪烁:Scheuer1968;Rickett,1969星际介质小空间尺度:108—1010cm;特征时标：∝1/D∝ν几分钟到几小时，消相干带宽:∝1/D∝ν100KHz到几十MHz;折射式闪烁：Sieber1982;Rickett,1984星际介质大空间尺度:1012—1014cm;特征时标：几天到几月甚至年;∝D∝1／ν长期流量变化对衍射式闪烁的有关特征量例如特征时间，特征带宽，漂移模式等有调制作用。β<4β>4Kolmogorov谱(β=11/3)：描述DISS动态谱(薄屏模型)

5、TheorypredictionofDISSparameters(Thinscatteringscreenmodel)2021/9/2516PulsarWorkshop,2009,Beijng脉冲星的自行为主导地球公转速度沿视线方向曲线变化忽略介质速度曲线变化Viss:Pulsartransversevelocitiesderivedfromdiffractivescintillationspectra：Gupta(1994):18Thinscreen,SD－dd2021/9/25PulsarWorkshop,2009,Beijng19=4=11/3:Kol

6、mogorovfluctuationspectrumu=sF/sd:describethescatteringstrengthsFistheFresnelscaleatthescatteringdiskatwhichthegeometricphasedifferenceis1radiancomparedtothedirectpath;sdisascaleattheobserveratwhichtheaveragephasechangesis1radian.u<1:weakscatteringu>1:strongscattering2021/9/25PulsarW

7、orkshop,2009,Beijng21流量变化和调制指数2021/9/2522PulsarWorkshop,2009,Beijng2021/9/25PulsarWorkshop,2009,Beijng23Fornearbypulsars,themodulationisweak,andDISSwillbemaineffect.ForKolmogorovspectrum,mu5/6→m<1ForlargerDM,DISSeffectisweaker,andmDM-1.ButRISSisstronger,withmu-1/3.(uD,somDM-1/3)

8、Oralpresenta