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Pulsar Astronomy by Andrew Lyne & Graham Smith. 第四章 脉冲星的距离 & 银河系电子密度分布模型. 距离测量阶梯. 天体的距离是天文学中最基本的参数. 三角视差 HI 吸收 标准烛光 引力红移. 每次测距技术的改进 对天文学都有深远的意义. 三角视差法. 背景星场. 测量距离 <1kpc. α. D. 标准烛光. 恒星 ～造父变星 星团 Ia 超新星 星系 亮 H II 区 星系团 射电脉冲星不是标准烛光. 视亮度按平方反比率下降： 知道绝对亮度可根据视亮度算出距离。.
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Pulsar Astronomy by Andrew Lyne & Graham Smith 第四章脉冲星的距离&银河系电子密度分布模型
距离测量阶梯 • 天体的距离是天文学中最基本的参数 三角视差 HI吸收 标准烛光 引力红移 每次测距技术的改进 对天文学都有深远的意义
三角视差法 背景星场 测量距离<1kpc α D
标准烛光 恒星 ～造父变星 星团 Ia超新星 星系 亮H II 区 星系团 射电脉冲星不是标准烛光 视亮度按平方反比率下降： 知道绝对亮度可根据视亮度算出距离。
脉冲星很特别： 理想的点源 （星际介质的理想探针） 相干辐射 射电辐射的on和off 短时标脉冲和DM的可测性 脉冲周期的稳定性——timing技术 。。。。。。。
射电脉冲星距离测量： 1、Independent distance estimates or constraints 1.1、Interferometric or timing parallaxes 1.2、H I absorption 1.3、Associations with globular clusters or supernova remnants 2. Pulsar distance from dispersion measure (DM)
1.1、脉冲星三角视差 • 干涉仪成像 ～4 • Timing视差 ～20
三角视差法 背景星场 射电干涉仪成像 测量距离<1kpc α 自行 视差 D
三角视差法 PSR B0950+08 射电手段： PSRB 1929+10
Timing parallax r d β SSB s Timing 精度要求高： 消色散技术 毫秒脉冲星 靠近黄道面 距离要近 If d = 1kpc
Fig 4.1 Earth‘s orbit pulsar D
Model timing residuals • Period: DP = 5 x 10-16 s • dP/dt: DP = 4 x 10-23 • Position: Da = 1 mas • Proper motion: Dm = 5 mas/yr • Parallax: Dp = 10 mas .
脉冲星－白矮星 系统 PSR J0437－4715 Parallex signature of PSR J 0437－4715 Verbiest et al. 2008
DE 405 Verbiest et al. 2008
Pulsar Parallax (mas) Distance (kpc) Tech Reference 1. B0329+54 0.94 ± 0.11 1.03 ± 0.12 RA Brisken 2001 (PhDT) 2. J0437-4715 7.19 ± 0.14 0.139±0.003 T 2001Natur.412..158V 3. B0809+74 2.31 ± 0.04 0.433±0.008 RA Brisken 2001 (PhDT) 4. B0823+26 2.8 ± 0.6 0.36±0.06 RA 1986AJ.....91..974G 5. B0833-45 3.5 ± 0.2 0.287±0.019 OA 2003ApJ...596.1137D 6. B0919+06 0.83 ± 0.13 1.21±0.19 RA 2001ApJ...550..287C 7. B0950+08 3.82 ± 0.07 0.262±0.005 RA 2000ApJ...541..959B 8. B1133+16 2.80 ± 0.16 0.35±0.02 RA Brisken 2001 (PhDT) 9. B1237+25 1.16 ± 0.08 0.85±0.06 RA Brisken 2001 (PhDT) 10.B1451-68 2.2 ± 0.3 0.46±0.07 RA 1990Natur.343..240B 11.B1534+12 0.93 ± 0.13 1.08±0.14 T 1998ApJ...505..352S 12.J1713+0747 0.9 ± 0.3 1.1±0.5 RA 1994ApJ...437L..39C 13.J1744-1134 2.8 ± 0.3 0.36±0.04 T 1999ApJ...523L.171T 14.B1855+09 1.1 ± 0.3 0.9±0.3 T 1994ApJ...428..713K 15.J1909-3744 1.22 ± 0.44 0.8±0.4 RA 2003ApJ...599L..99J 16.B1929+10 3.02 ± 0.09 0.33±0.01 RA Brisken 2001 (PhDT) 17.B2016+28 1.03 ± 0.10 0.97±0.1 RA Brisken 2001 (PhDT) 18.B2020+28 0.37 ± 0.12 2.3±0.6 RA Brisken 2001 (PhDT) 19.B2021+51 0.50 ± 0.07 1.9±0.3 RA Brisken 2001 (PhDT) 20.Geminga 6.4±1.7 0.157±0.034 1996ApJ...461L..91C 21.Vela 3.4±0.7 0.294±0.07 2001ApJ...561..930C 22.J1856.5-3754 7±2 0. 140±0.040 2002ApJ...571..447K http://www.astro.cornell.edu/~shami/psrvlb/parallax.html
可以创新一下！ 运动学距离Dk 脉冲星－白矮星 系统 PSR J0437－4715 Shklovskii 1970 Verbiest et al. 2008
1.2 中性氢的发射和吸收 • Constraining the distances to pulsars by measuring absorption and emission features caused by the neutral hydrogen (HI) ----- Guelin et al. 1968 0329+54 • The detected frequencies are Doppler-shifted from their test-frame values by differential motion between the sources and the observer. • The frequency shift is dominated by differential Galactic rotation. • A model Galactic rotation curve & the velocities the lower an upper bounds of the pulsar distances
HI D DL HI 中性氢 21cm 发射 和 吸收 线 21cm线 1420.406MHz 电子自旋能态跃迁激发温度低 星际空间温度适合中性氢线产生 温度不产生可测量的至宽 发射线 DU 吸收线 频率 速度 Range ~250km/s 1km/s=4.74kHz 观测需要高谱线分辨率
HI D DL HI 8.5kpc，220 km/s 中性氢 21cm 发射 和 吸收 线 DU 注意： L=0 and 180度附近有死角 同时对应两个速度 有时并不同时得到发射和吸收线 局部介质运动模糊较差自转
51 pulsars included in Table 4.2 HI DU D DL HI Tangent point
1.3 Pulsar distances from Optical associations Galactic clusters 17 (Table 4.4) SMC & LMC SNR 9 (Table 4.3)
NE2001：银河系电子密度分布模型 Hewish 1968 <ne>=0.2cm-3 Davidson et al. 1969 <ne>=0.03cm-3 MT1981 -- LMT1985 -- Tayler&Cordes 1993 -- NE2001
角至宽 和电子密度涨落有关
Local ISM NE2001 LHB：Local Hot Bubble Loop1： LSB：Local Super Bubble LDR：Low Density Region Vela Gum
Large scale components Local ISM components
最后： 距离 色散量 电子密度分布
银河系结构 FK 06
