毫秒脉冲星计时(MSPT).ppt

毫秒脉冲星计时(MSPT)及其在科学研究中的应用
倪广仁(中国科学院国家授时中心)

倪广仁工作简介
现供职于国家授时中心,并被聘于西安电子科技大学电子工程学院。
主要研究领域:
射电望远镜系统的研制和观测分析();
长波(BPL)授时台监测设备“大气噪声电平概率分布仪”和“钟同步器”等仪器的研制;
原子钟守时、授时和应用研究;
时间标准用户服务研究;
毫秒脉冲量计时的理论、方法及其应用研究。
目前正与西安电子科技大学等单位合作进行以下项目研究:
毫秒脉冲星极弱信号检测及消色散方法研究(自然科学基金项目);
基于X射线脉冲星的空间导航定位机理和仿真研究(自然科学基金项目);
利用X射线脉冲星进行天文自主导航的理论方法和新技术研究(863);
脉冲星时间尺度与原子时的关系及其算法研究。
倪广仁工作简介
曾获1978年全国科学大会奖一项,中科院科技进步三等奖二项。
以第一作者发表论文40多篇,合作发表论文10多篇。被SCI检索4篇,EI及AAA收录12篇。主要发表在电波科学报、计量学报、IAU会刊、西安电子科技大学学报、天文学报、中国计量、量子电子学报、数据采集与处理、天文研究与技术、时间频率学报等刊物。
倪广仁工作简介
毫秒脉冲星计时(MSPT)及其在科学研究中的应用
脉冲星的发现、观测事实及成就
发现、观测分析结果、成就及重要特征
部分重要特征(主要含信息学科和计量学、射电天文学)
毫秒脉冲星时间尺度及其与原子时的关系
毫秒脉冲星计时研究现状
毫秒脉冲星计时理论模型、研究成果
时间尺度的演变和MS脉冲星时间尺度
对脉冲星研究的学科领域和应用前景
发现、观测分析结果、成就及重要特征
1967年7月,首颗脉冲星(CP1919+21,P=) Hewish发现,并开始了对脉冲星开拓性研究。这一发现被誉为六十年代四大发现之一(类星体、星际有机分子、微波背景辐射、脉冲星)。1968年6月,,证认这一发现是20世纪30年代物理学家所预言的中子星。1967年初,在发现首颗脉冲星的前几个月Pacini就在“Nature”论述了具有强偶极子磁场的快速自转的中子星像一个极强功率的发电机一样向周围星云提供辐射能源。1968年,staelin等发现了蟹状星云(Crab)脉冲星PSR0531+21(P=33ms)。它被天文学家称之为毫秒脉冲星。那个时代,科学家探索重点在脉冲星的内部物理结构、巡天新脉冲星、固态理论、磁层、辐射机制、模型和改进接收系统设备等方面。
发现、观测分析结果、成就及重要特征
真正意义上的毫秒脉冲星(十毫秒以内)是由Backer等人在1982年发现的1937+21,。至今发现MSP约有百余颗,X射线源30余颗。
成就辉煌:自1967年以来,在天体物理学研究方面,获得诺贝尔奖与脉冲星有关的有四项:
①1974年诺贝尔物理奖授予脉冲星发现者和开拓性研究贡献者赫威斯等;
②1993年诺贝尔物理学奖授予脉冲星双星发现者(1974年)及对引力波间接验证做出重大贡献的Taylor和Hulse等。其实质是引力波对脉冲星脉冲到达时间(PTOA)的微变效应的分析成就;
③1994年,在凝聚态物质研究中发展了中子散射技术成就的加拿大人——布罗克和美国的沙尔;
④2002年,在探测宇宙中微子和发现宇宙X射线源方面取得重要成果,做出先驱性贡献者,美国科学家雷蒙德·戴维斯和日本科学家小柴昌俊,及美国科学家里卡尔多·贾科尼荻获天体物理诺贝尔奖,并导致中微子天文学的诞生。
周期年变率
,MSPT长期稳定度
,实际观测精度达
。目前,年平均观测精度小于
的毫秒星有20多颗,小于
的有10多颗(不含星团中的MSP)。
,1855+09(
),1713+0747(
),0437-4715(
)。其中最好的PSRJ1713+0747长期稳定度优于E-14
)。对于PSR0437-47的观测,若
,那么,其长期
,也优于
典型的可用于脉冲星时间尺度标准的MS脉冲星有:PSR1937+21
(
)
(
稳定度优于E-15,它既优于USNO的原子钟长稳
德国PTB的原子喷泉钟。对PSR1855+09观测10年,它的长稳也优于USNO和PTB的AT。(,,,
404:636)。中国天体物理学家杨建早在1977年称“脉冲星实在是宇宙中天然的精确时钟”。
某些MSP辐射周期P具有很高的准确度和稳定度
极强的辐射功率和极弱信号接收
观测估算得到,脉