中國天眼已找到300餘顆脈衝星,那麼FAST是如何尋找的?
本文已影響8.75K人
本文已影響8.75K人
目前爲止,中國天眼已經找到300餘顆脈衝星,那麼FAST是如何找到這些脈衝星的呢?下面小編就爲大家帶來詳細的介紹,一起來看看吧!
一、漂移掃描觀測
我們知道,FAST可以通過調節饋源倉位置和麪板形狀來調節望遠鏡指向,從而觀測天空中某個特定的位置。不過,在FAST建成早期,望遠鏡的各個系統還不能很好地運行,指向調節尚不靈活,所以,科學家們通常使用一種稱爲“漂移掃描”的方式來進行觀測。
所謂的“漂移掃描”其實很簡單,和“守株待兔”的思路有點像。就是望遠鏡不動,比如固定地指向天頂,然後等着天體東昇西落,自己運動到望遠鏡的視野裏面。
使用“漂移掃描”,望遠鏡只能盯着某個赤緯,所以只能觀測到這個赤緯上的源。隨着時間的推移,這個赤緯上的天體就會依次被望遠鏡所觀測到。
那如果我們想看其他赤緯的天體怎麼辦?那就得挪望遠鏡指向,讓它指到其他赤緯上。
通過“漂移掃描”,我們的FAST不用怎麼動就能對天空中不同的位置進行掃描。
不過用這種方式進行觀測有個不好的地方,就是每次天體經過望遠鏡視野的時間很短,對FAST來說,最長也就1分鐘不到的時間。觀測時間短,就意味着我們只能看一些比較亮的天體。好在我們的FAST夠大,很多其他望遠鏡覺得暗的天體,對FAST來說都是“比較亮的”。
說了這麼多,我們要尋找的脈衝星在哪兒呢?
脈衝星在銀河系裏面,主要分佈在銀盤和球狀星團中。FAST在進行“漂移掃描”的時候,是會“掃”過銀盤的。我們對相應的數據進行分析,就會更有希望找出新的脈衝星。
二、脈衝星數據
在漂移掃描過程中,我們需要記錄能夠用來進行脈衝星搜尋的數據。這需要滿足兩個要求:一、足夠高的時間分辨率;二、一定的頻率分辨率。
一般地講,我們會週期性地看到脈衝星發出的脈衝信號。相鄰兩個脈衝信號之間的時間差,在1.4毫秒到23秒之間不等。而脈衝信號的寬度,通常只有這個時間差的十分之一。只有數據的時間分辨率足夠小,我們才能探測到隨時間快速變化的脈衝星信號。
我們知道,電磁波有不同的頻率。最直觀的感受,就是自然光能夠被分爲彩虹色,不同顏色就是不同頻率的電磁波。在記錄用作脈衝星搜尋的數據時,因爲後續數據處理的需要,我們要將不同頻率的電磁波分成多份記錄,也就是要記錄光譜數據。如果分的份數多,那頻率分辨率就高,能更好地探測不同頻率信號的變化。
最後得到一條條連續的頻譜,且相鄰兩條頻譜的間隔時間很短,一般只有幾百或者幾十個微秒。
三、消色散
有了觀測數據,我們就可以來找脈衝星了。脈衝星一般是很暗弱的,爲此我們需要將觀測到的不同頻率電磁波疊加起來得到總功率信號,才能更好地去搜尋脈衝星的脈衝。在疊加不同頻率電磁波之前,我們要做的是對數據進行“消色散”。
脈衝星發出的脈衝在到達地球之前,會受到銀河系空間中的星際介質影響,發生“色散”。色散效應會導致脈衝星高頻的電磁波比低頻的電磁波先到達地球。這一現象在圖三Vela的數據中稍微能看出來。
爲了能夠得到高信噪比的脈衝信號,我們需要在數據處理的過程中抵消掉色散帶來的延時,即所謂的“消色散”。
不同的脈衝星發出的信號經過的星際介質不盡相同,所以不同脈衝星受到的色散效應也千差萬別。色散效應明顯的,低頻信號延時則會更大。要準確消除色散效應,我們需要知道延時量的大小。但是對於未知的脈衝星,我們並不能事先知道它受到星際介質的影響能有多大,這該怎麼去消除色散帶來的影響呢?
天文學家的做法很簡單,就是一個一個試!
對同一段數據,假設其因色散引起的時延爲多少,用多個不同時延量分別進行消色散,然後全部結果獨立進行下一步的處理。
四、找週期
然而,大多數脈衝星都太弱了,我們是沒法直接得到單脈衝信號的。如果我們能夠知道脈衝星的脈衝都發生在哪些時間點,把對應數據找出來併疊加到一起,那就有可能看到闇弱脈衝星的信號了!
幸好,脈衝星一般都有很強的週期性,方便我們去找它的信號。
一般情況下,經過消色散、找週期之後,我們可以找到大量具有一定色散效應的、有周期性的、看着好像是脈衝星信號的候選體。
雖然現在有軟件可以幫我們篩選出比較像脈衝星的目標,但最終我們還是需要通過肉眼查看每個候選體相應的參數,才能做出準確的判斷。
毫不誇張地說,看過幾萬張數據結果圖後,能找到一顆未知的脈衝星,已經是很幸運的了。
五、單脈衝
有少數的脈衝星,他們的輻射因爲某種原因斷斷續續的,導致我們看到的脈衝信號顯得沒有規律。這種時候,如果我們拿找週期的方法去找,往往是找不到的。這類脈衝星,我們只能在消色散過後的數據中,找信噪比大的信號。此前火過一陣的快速射電暴,就是通過消色散後找單脈衝找到的。
免責聲明:以上內容源自網絡,版權歸原作者所有,如有侵犯您的原創版權請告知,我們將盡快刪除相關內容。
青藏高原:中國最大的高原,平均海拔4000—5000 米
在殘酷中尋找幽默,最會寫故事的小說家——歐·亨利
美國投了3顆原子彈卻只炸了兩顆,據說第三顆被日本人找到了
美國宣佈將在2030之前再次登月,爲在月球尋找水資源
世界上最長的小說——多達170000000字,用VB程序自動生成
最邪乎的墓1300年無人能盜 卻被3個農民找到
世界上最貴的燉鍋——10萬英鎊,裝飾着大小不一的200顆鑽石
世界上最大的教堂——聖彼得教堂,整座教堂長約200米,最寬處有130餘米
世界最貴的汽車法拉利250 Testa Rossa賽車,竟價值1220萬美元!
世界上最大的流星雨——1833年11月12日,天空出現約20萬個流星
椰青怎麼找椰眼 如何找椰青的椰眼
探祕:契丹開國皇帝陵墓1000多年未被找到
世界上智商最高的人——智商高達300,美國數學家威廉·詹姆斯·席德斯
世界上最大的西瓜——重達300斤,比人還高
鉅野戰役的戰況如何?180人被3000人包圍一天一夜,終3000人反被殲滅2800人
一個直接改變了中國2000多年帝制時代的小人物——夏無且
500多年前,黃森屏叛變中華帝國,建立此亞洲小國——文萊
如何從面相中尋找貴人
古人沒有電子儀器,他們是如何尋找礦脈的呢?
爲何康熙發動全國人尋找吳三桂的墓還是找不到?
近代大土匪李潤之,藏300箱黃金,槍決後卻找不到
楊廣死後陵墓1000多年未找到 如今卻在垃圾站
爲何康熙發動全國人尋找吳三桂的墓還是找不到
這位帝王的陵寢4000年也未找到 墓中有三大法寶
白起活埋40萬趙軍是真的嗎 爲什麼只找到130具骸骨
如何尋找國外買家
世界上最毒的小鎮——Kabwe,22000人癱瘓失明
探祕:契丹開國皇帝的陵墓竟1000多年未被找到
世界上權力最大的女人——掌控了10000億美元財富
世界上最早的漫畫家——距今大約300年英國威廉賀加斯
如何尋找已刪除的歷史記錄?
世界上最古老的樹——樹爲雲杉,已生長9500年
世界上最古老奶酪——距今3600年
冬天到了沒有空調的古人冬天如何禦寒?
《孟子》:告子章句下·第四節,原文、譯文及註釋
朝鮮族飲食文化是啥?朝鮮族人都習慣吃啥
西班牙民主轉型歷史 西班牙民主轉型歷史百科
紅樓夢第五十七回(2):慧紫鵑情辭試忙玉,慈姨媽愛語慰癡顰
曹節爲什麼要反對曹丕稱帝?原因是什麼
孟贏爲什麼姓孟不姓贏?問題出現在什麼地方?
龐德本是馬超部下,爲何兩人分別投奔了魏和蜀?
鄂爾泰爲什麼不納妾?他和邁夫人的感情有多好?
劉備臨死前,爲何會提到馬謖呢?
揭祕:氣血方剛能騎能射的霍去病真是病死的?
塔吉克族禮節簡介 帕米爾吻泉之路
李勣:凌煙閣二十四功臣之一,他有着怎樣的人生經歷?
杜審言《和晉陵陸丞早春遊望》:近體詩體式定格的奠基之
淨飯王的婚姻生活如何?有幾個妻子?