新疆天文台关于高制动指数脉冲星PSR J1640-4631的研究获进展

近日，中国科学院新疆天文台脉冲星团组副研究员高志福及合作者在脉冲星的理论研究工作中，对高制动指数脉冲星PSR J1640-4631的自转演化和磁场演化进行了研究。相关研究成果发表在《天体物理学杂志》上。 

脉冲星PSR J1640-4631是首颗在X-射线波段观测到高制动指数脉冲星，制动指数值n=3.15，与超新星遗迹成协，高光度的旋转动能损失提供脉冲星星风云(PWN)的TeV量级的高能γ-ray辐射。研究人员结合磁偶极辐射和偶极磁场衰减模型解释PSR J1640-4631高值制动指数。通过引入平均旋转动能转换系数，即总的高能光子能量与总旋转能量损失的比值，结合脉冲星的观测与可靠的核物质状态方程，估算出这颗脉冲星的初始自转周期，P0～17-44毫秒，实际年龄t～2900-3100年，较高的制动指数归因于长期的偶极磁场衰变。经过～105-106年偶极磁场衰变，这颗脉冲星在P-Pdot图上最终走向死亡线（图1）。

该研究首次在国际上提出耦合的中子星磁场演化-自转演化模型（耦合模型），该耦合模型不仅可以解释高制动指数脉冲星，也普遍地适用于PSR J1734-3333等低制动指数脉冲星。

　　偶极磁场衰变主导下的脉冲星PSR J1640−4631的长期自转演化。红色实线、绿色实线、黑色点线和蓝色实线分别表示初始自转周期P0=17，26，34和44毫秒。红色实心圆表示PSR J1640−4631的P和Pdot 的观测值