Interferometry and Synthesis in Radio Astronomy pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Thompson, A. R./ Moran, James M./ Swenson, George W.

出品人:

页数:715

译者:

出版时间:2001-5

价格:1562.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780471254928

丛书系列:

图书标签:

• 天文
• Radio Astronomy
• Interferometry
• Synthesis
• Aperture Synthesis
• Radio Telescopes
• Signal Processing
• Astronomical Techniques
• Astrophysics
• Data Reduction
• Calibration

《星际介质中的脉冲星观测与理论：从计时到物理性质》 作者： [此处可虚拟作者名] 出版社： [此处可虚拟出版社名] 出版年份： [此处可虚拟年份] --- 内容概述 本书深入探讨了脉冲星——那些快速旋转的中子星——在星际介质（ISM）中所扮演的关键角色，以及我们如何利用它们作为宇宙中的独特探针。全书聚焦于脉冲星信号的产生、传播机制，以及由此揭示的关于银河系结构、星际介质的物理状态、高能物理过程以及引力波探测等前沿科学问题。本书并非侧重于干涉测量技术在射电天文学中的应用，而是将重点完全放在脉冲星作为观测目标的物理特性及其在复杂介质中的演化上。 第一部分：脉冲星物理基础与信号产生 本书的第一部分为读者奠定了理解脉冲星天文学所需的坚实基础。 第一章：中子星的诞生与结构 本章详细回顾了超新星爆发后的致密星体——中子星的形成理论，包括对坍缩过程的数值模拟。重点讨论了中子星的内部结构模型，从外壳到核心的物质方程状态（EoS），特别是夸克物质或超流体状态的最新研究进展。随后，本章探讨了脉冲星的自转机制、磁场结构（内禀磁场与表面磁场）的演化，以及如何通过计时观测来推断其年龄和演化轨迹。 第二章：脉冲星辐射机制 本章彻底剖析了脉冲星发光的过程。内容涵盖了电磁辐射的产生机制，区分了自转脉冲星（如拉莫尔辐射、同步辐射）与吸积脉冲星（X射线辐射）。重点分析了辐射区的位置，例如是位于磁层顶还是更靠近星表。引入了标准模型（Standard Model）和“缝隙模型”（Gap Model），并对比了不同模型对观测到的脉冲谱线形状的解释能力。此外，还讨论了极化现象在揭示磁场拓扑结构中的作用。 第三章：脉冲星的计时基础 本章着重于脉冲星时间测量的方法学。详细介绍了脉冲星计时阵（PPTA）的概念，以及如何精确地测量脉冲到达时间（TOA）。讨论了误差来源，包括仪器误差、地球运动修正以及最重要的——星际色散修正。本章阐述了如何利用多次脉冲数据的拟合来确定脉冲星的旋转频率、频率导数、以及星周运动参数（如轨道半长轴和偏心率）。 第二部分：星际介质对信号的调制与影响 本书的核心部分在于分析脉冲星信号穿过星际介质时所遭受的各种调制和延迟效应，这构成了我们研究银河系介质的主要手段。 第四章：色散效应与电子密度分布 本章系统地解释了星际色散现象。详细推导了等离子体对电磁波传播速度的影响，并建立了频率依赖性色散延迟的定量关系。通过对大量脉冲星的色散量（DM）分析，本章展示了如何构建银河系电子密度三维分布模型（如NE2001及其后续模型）。讨论了DM的局域不均匀性，以及如何利用DM/RM（旋转量）比值来区分DM的来源（星际还是源本身）。 第五章：散射与脉冲展宽 星际介质中的密度涨落会导致脉冲信号在时间维度上展宽，即散射效应。本章深入研究了各向异性湍流模型对脉冲信号展宽的影响。分析了不同频率下散射时间尺度随频率的幂律关系，并利用此关系来描绘银河系特定方向上的高能电子密度湍流结构。讨论了如何通过傅里叶域分析来量化散射对信号精度的影响。 第六章：磁场测量：旋转量（RM）与法拉第旋转 本章专注于利用法拉第效应来探测星际介质和脉冲星磁场。详细解释了光子偏振面在穿越磁化等离子体时发生的旋转，并建立了旋转量（RM）与电子密度和磁场平行分量（$n_e B_{||}$）之间的关系。本章展示了如何利用RM数据来绘制银河系盘面和脉冲星周围区域的磁场矢量图。重点讨论了脉冲星磁层内部的法拉第旋转贡献及其与外部星际磁场的解耦方法。 第三部分：前沿应用与特殊脉冲星 本部分将理论与观测成果相结合，探讨脉冲星在现代天体物理学中的关键应用。 第七章：引力波探测与毫秒脉冲星（MSPs） 本章聚焦于利用高度稳定的毫秒脉冲星作为“宇宙时钟”来探测低频引力波（$10^{-9}$ 至 $10^{-8}$ Hz）。详细阐述了纳赫兹引力波背景的理论模型，以及如何利用PPTA监测一组MSPs的TOA微小偏差，即“共同傅里叶模式”（Common-Spacetime-Fluctuation, CSF）。分析了监测网络的灵敏度极限以及当前对背景的约束结果。 第八章：双星脉冲星与强引力场检验 本章专门探讨了双星系统中的脉冲星，特别是Hulse-Taylor系统（PSR B1913+16）等。通过对脉冲到达时间的精确监测，本章展示了如何验证广义相对论的预言，例如轨道衰减率（由引力波辐射引起）与理论预测值的高度一致性。讨论了高精度计时如何用于测量轨道参数、光线弯曲效应以及时间膨胀效应。 第九章：奇异的脉冲星现象 本章涵盖了各种不规则或极端行为的脉冲星。包括： 1. 耀斑脉冲星（Bursters）： 分析了快速射电爆发（FRBs）与磁星（Magnetars）的潜在联系，以及磁层能量的快速释放机制。 2. 周期性扰动与星震： 讨论了脉冲星“脉冲付印”（glitches）的物理成因，即中子星固体外壳与超流体内部的角动量交换，并利用此现象来探测中子星内部的超流体特性。 3. 脉冲星风星云（PWNe）： 探讨了脉冲星遗迹如蟹状星云，以及它们如何通过相对论性电子对周围介质进行能量注入。 结论与展望 本书最后总结了脉冲星研究的当前局限性，如对高频信号中色散和散射模型的依赖性、以及对星际介质各向异性的精确建模挑战。展望了未来几十年内，新的射电望远镜（如SKA）将如何极大地提高计时精度和巡天覆盖率，从而可能首次直接探测到单个引力波事件，并绘制出更为精细的银河系三维物理图景。 关键词： 脉冲星、中子星、星际介质、色散、散射、法拉第旋转、毫秒脉冲星、引力波探测、广义相对论。

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