PSR B0355+54 的巨脉冲群体

《Journal of High Energy Astrophysics》：The giant pulse population of PSR B0355+54

　　

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  在L波段报道了来自PSR B0355+54的巨脉冲。
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  事件在射电窗口内两个紧凑的经度群中重复出现。
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  脉冲较窄，相对峰值通量密度比达到149.7。
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  两个经度群分别倾向于相反的圆偏振。

引言

巨射电脉冲（GP）传统上被鉴定为罕见的、窄的射电脉冲，其峰值振幅远大于正常脉冲。后续研究表明，没有单一的振幅阈值能够捕捉其全部现象学。最有用的表征结合了多种观测特性：高强度、短时间、非热强度统计以及在受限的自转相位窗口中的重复出现Cairns (2004); Knight et al. (2006); Weltevrede et al. (2006a)。这些特性在不同天体中的相对权重有所不同。一些报道的案例以与正常单脉冲分布相关联的异常明亮脉冲为主，而最清晰的经典案例则显示明亮的窄事件局限于特殊的经度窗口。

最干净的GP天体是相位受限的。在蟹状星云脉冲星中，GP发生在特定的脉冲经度上，具有宽广的强度分布，并可显示纳秒时间结构Hankins et al. (2003); Lundgren et al. (1995); Popov and Stappers (2007); Staelin and Reifenstein (1968)。在毫秒脉冲星PSR B1937+21中，GP发生在与正常主脉冲和插脉冲相关联的窄窗口中，并可包含纳秒结构Cognard et al. (1996); Kinkhabwala and Thorsett (2000); McKee et al. (2019); Soglasnov et al. (2004)。其他毫秒脉冲星PSR B1821–24A和PSR J0218+4232提供了类似的例子，其中窄的GP窗口与高能脉冲相位相关联Bilous et al. (2015); Knight et al. (2006); Romani and Johnston (2001)。这些天体设定了观测模板：GP活动由罕见明亮脉冲选择特殊自转经度的方式来鉴定，而非仅凭亮度。

报道的GP天体普查仍然很少且异质。除经典天体外，GP辐射或强GP候选体已被报道来自年轻的或毫秒脉冲星，如PSR J1823–3021A和PSR B0540–69 Johnston and Romani (2003); Johnston et al. (2004); Knight (2007); Knight et al. (2005)。报道的非毫秒脉冲星包括PSR B1112+50、PSR B0031–07、PSR J1752+2359、PSR B0950+08和PSR J1047–6709 Ershov and Kuzmin, 2003, Ershov and Kuzmin, 2005; Kazantsev and Basalaeva (2022); Kuiack et al. (2020); Kuzmin and Ershov (2004); Sun et al. (2021)。

非毫秒部分是最不均匀的。几个报道的GP案例在低射电频率下被检测到，包括111 MHz的PSR B1112+50、40和111 MHz的PSR B0031–07、111 MHz的PSR J1752+2359，以及约60 MHz的PSR B0950+08 Ershov and Kuzmin, 2003, Ershov and Kuzmin, 2005; Kuiack et al. (2020); Kuzmin and Ershov (2004)。在这些频率下，传播、轮廓演化和不同的强度度量使得与在高射电频率下观测到的经典GP现象的直接比较变得复杂。其他长周期天体展示了非常强的单脉冲如何在不完全匹配所有经典特征的情况下接近GP现象：在PSR B0656+14中，强爆发与延伸的明亮脉冲或RRAT样分布相关联，而在PSR J0529–6652中，可检测的强脉冲出现在积分轮廓峰值附近，宽度与平均轮廓相当Crawford et al. (2013); Weltevrede et al., 2006a, Weltevrede et al., 2006b。在1369 MHz处，PSR J1047–6709提供了非毫秒GP天体之间的主要先前比较，尽管其报道的事件也紧密关联于正常脉冲窗口Sun et al. (2021)。表5给出了报道的非毫秒样本的数值比较。

此处分析的数据是在Quasar VLBI网络的更广泛的高时间分辨单脉冲观测项目中获得的Kurdubov and Marshalov (2022)。本文关注PSR B0355+54，其自转周期P ? 0.156384121559 s，色散度量$DM=57.1420pc·c{m}^{?3}$，星表距离1.594 kpc，自转减慢率$\dot{P}=4.39496\times {10}^{?15}$，特征年龄564 kyear，表面偶极磁场$B_s=8.39\times {10}^{11}G$，自转减慢光度$E=4.5\times {10}^{34}erg·s^{?1}$ Janssen and Stappers (2006); Manchester et al. (2005); Taylor et al. (1993); Yao et al. (2017)。

其射电辐射宽广、有结构且可变。闪烁测量显示了时间依赖的传播效应，近期的L波段观测显示历元间和频率间的轮廓可变性Jiang et al. (2024); Xu et al. (2018)。

PSR B0355+54也在X射线中被探测到。XMM-Newton和Chandra观测揭示了来自脉冲星的辐射和解释为脉冲星风星云或弓形激波结构的延展辐射McGowan et al. (2006); Tepedelenlioglu and Ogelman (2007)。

在此，我们报道PSR B0355+54在L波段发射相位受限的GP。选中的明亮脉冲在射电辐射窗口内两个紧凑的经度区域中重复出现。它们形成离散的相位集中，而非作为正常轮廓的平滑延伸来追踪射电窗口。

第2节描述观测和均匀事件样本的构建。第3节呈现所选事件的相位、偏振、宽度、强度和计时特性。第4节讨论与已知GP天体和PSR B0355+54先前研究的关系。第5节总结主要结论。

章节摘要

观测与仪器设置

PSR B0355+54于2026年3月25日和4月30日在RUP112和RUP117观测段期间，使用Quasar VLBI网络的Badary 32米射电望远镜Shuygina et al. (2019)进行了观测。观测中心频率为1464.49 MHz。VLBI后端记录了16个16 MHz通道的2位原始电压数据，在RCP和LCP之间等分，每种偏振提供128 MHz带宽。氢脉泽提供了台站的时频参考。主样本包含17个扫描和28676

相位受限性

在整个脉冲周期的搜索中，在PSR B0355+54中鉴定出了可重复的巨脉冲。在7.97小时的主数据集中，432个脉冲周期包含选中的明亮脉冲，即每约424个自转周期出现一个GP自转周期。分别计数右旋圆偏振和左旋圆偏振（RCP和LCP），主样本包含551个事件。在所有图表和插图中，如果未特别注明"仅RCP/LCP"，则RCP或LCP指在RCP或LCP数据流中的独立探测，因此两种偏振

与经典巨脉冲天体的比较

PSR B0355+54处于GP现象学中相位受限的一侧。选中的明亮脉冲并未在射电窗口内形成平滑的高振幅延伸。它们在正常脉冲窗口内两个优选经度处重复出现，而全周期搜索仅在这些群外留下稀疏的背景。这与强脉冲或RRAT样案例不同，在后者的情况下，最强的脉冲主要追踪正常的辐射窗口Crawford et al. (2013); Weltevrede et al. (2006a)。

该

结论

我们报道了在L波段来自PSR B0355+54的可重复巨脉冲。全周期搜索鉴定出432个包含选中明亮脉冲的脉冲周期，集中在射电辐射窗口内两个紧凑的经度群中。与平均射电轮廓相比，事件较窄，相对峰值通量密度比达到$S_{\mathrm{p}k}/〈S_{\mathrm{p}k}〉=149.7$。早期经度群的计时散射为139.7 μs，即$8.9\times {10}^{?4}$个自转周期。早期和晚期经度群还显示

未引用的文献

缺失引用图C.12和C.13。

稿件准备过程中生成式人工智能和人工智能辅助技术的声明

在本工作的准备过程中，作者使用ChatGPT进行语言编辑和格式辅助。使用此工具后，作者根据需要进行审查和编辑，并对文章内容承担全部责任。

代码可用性

主要的数据还原使用了开源软件包dspsr（commit 7241e80b）和psrchive版本2026-02-26（commit e7a724da2），以及用于计时拟合的tempo2版本2022.05.1。对dspsr使用了本地补丁，在标准的相干去色散和折叠阶段之前对Mark 5B频率通道进行重排。文章的绘图脚本、服务器搜索封装和本地dspsr补丁可从通讯作者处按需获取。

CRediT作者贡献声明

S.L. Kurdubov：撰写 – 原稿、软件、调查研究。D.A. Marshalov：撰写 – 审阅与编辑、验证、资源、方法论、调查研究、数据管理。

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知的可能影响本文所报告工作的竞争性财务利益或个人关系。

S.L. Kurdubov|D.A. Marshalov