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脈衝星和中子星/觀測脈衝星

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射電觀測

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獲得脈衝星觀測的時間

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射電望遠鏡

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典型的射電望遠鏡的基本結構包括

  • 天線
  • 一組接收機
  • 一個轉換系統
  • 數字化儀
  • 訊號處理器

接收機系統

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射電望遠鏡接收機捕獲從天線反射的訊號,並放大訊號。

將噪聲耦合到系統中
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後端系統

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非相干消色散
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相干消色散
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進行觀測

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Basic observing setup at the Parkes telescope

觀測型別

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基帶記錄

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搜尋模式

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在搜尋模式下,觀測的天空在指定的積分時間內進行平均,然後以 1、2、4 或 8 位值的形式記錄到磁碟。資料通常被分離成頻率通道,有時也分離成 2 或 4 個偏振狀態。各種資料格式用於儲存搜尋模式資料。其中包括

在 PSRFITS 中,資料按如下方式記錄。每個資料表包含 NSBLK 個數據樣本。每個塊包含 NPOL 個偏振狀態。每個偏振狀態包含 NCHAN 個數據通道。

帕克斯多波束脈衝星巡天記錄了 96 個數據通道,取樣時間為 250us,使用 1 位數字化儀。最近的巡天有更多通道,使用更快的取樣時間(64us 很常見),並且經常使用 2 位或更多位。

摺疊模式

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透過對單個脈衝進行累加來建立摺疊脈衝輪廓的示例。影像由夏洛特·沃德製作。

在摺疊模式觀測中,來自望遠鏡的時間序列在已知的脈衝星週期上進行摺疊。如果週期正確,則每個脈衝將被加在一起,產生一個摺疊的脈衝輪廓。動畫顯示了信噪比隨著更多脈衝加在一起而增加。摺疊可以在“搜尋模式”或“基帶”資料集上透過軟體進行,但大多數主要天文臺都有硬體後端系統,它們線上摺疊資料,觀察者只獲得生成的摺疊模式資料檔案。

顯然,這種方法只有在脈衝週期足夠準確地已知的情況下才有效。如果不是,那麼脈衝看起來會隨著時間的推移在相位上漂移,導致生成的脈衝輪廓變得模糊。為了抵消這種影響,通常只在即時摺疊相對較短的資料段(約 1 分鐘長)。這些片段被稱為子積分。然後這些檔案會被存檔。如果摺疊週期略有錯誤,那麼離線軟體可以重新對齊子積分(注意,在單個子積分期間發生的任何模糊是不可恢復的)。

脈衝星摺疊模式檔案通常按如下方式儲存

  • 每個子積分由大量頻率通道 (Nchan) 組成
  • 每個頻率通道包含最多 4 個偏振狀態
  • 每個偏振狀態包含一個脈衝輪廓(表示由定義數量的 bin 定義的脈衝形狀)

處理射頻干擾

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高能觀測

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華夏公益教科書