基于LHAASO的脉冲星及其风云相关物理过程研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
U1931113
项目类别：
联合基金项目
资助金额：
50.0万
负责人：
姜泽军
依托单位：
云南大学
学科分类：
A3301.利用天文台设备或数据开展天文观测和理论研究
结题年份：
2022
批准年份：
2019
项目状态：
已结题
起止时间：
2020-01-01 至2022-12-31

项目参与者：
林文慧；常姗；项云钏；袁敏；聂麟；李成富；
关键词：
脉冲星高能伽马射线辐射脉冲星风云

项目摘要

Pulsars and pulsar wind nebulae (PWNe) are important gamma-ray sources in our Galaxy, and also important particle accelerators. Based on the project of Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO), we will study the high energy properties of pulsars and PWNe, which including (1) the origin of pulsed gamma-ray emission from hard gamma-ray pulsars with energy from about 10 GeV to several hundred GeV observed by Fermi LAT, and the radiation from soft gamma-ray pulsars in MeV; (2) the origin of extended TeV gamma-ray emission from gamma-ray pulsars (i.e. TeV halos), the physical processes of high energy particles escaping from the magnegosphere of pulsar; (3) based on the observation of LHAASO and other detectors, study the influence of the central pulsars to PWNe and the high energy radiation from PWNe, and contributions of PWNe to the diffuse TeV gamma-ray emissions of our Galaxy.

脉冲星和脉冲星风云是重要的高能伽马射线源，也是重要的粒子加速器。围绕高海拔宇宙线观测站LHAASO的科学目标，本项目拟开展脉冲星及其风云高能物理过程研究，主要包括（1）脉冲星高能物理过程研究，解释硬伽马射线脉冲星从10 GeV至数百GeV能段的脉冲伽马射线辐射，以及软伽马射线脉冲星在数百MeV的辐射，探讨高能粒子的相关物理过程；（2）研究脉冲星的弥散TeV辐射（TeV halos），仔细研究脉冲星高能粒子离开磁层后的演化及相互作用过程，结合LHAASO的观测，研究脉冲星TeV晕的物理特性及其对银河弥散TeV辐射的贡献；（3）考虑中心脉冲星对脉冲星风云的影响，利用LHAASO的观测，解释脉冲星风云高能辐射，探讨高能粒子起源。

结项摘要

脉冲星和脉冲星风云是重要的高能伽马射线源，也是重要的粒子加速器。围绕高海拔宇宙线观测站LHAASO的科学目标，本项目开展了脉冲星及其风云、超新星遗迹高能物理过程研究，主要包括：(1)Crab脉冲星风云超高能辐射起源研究。LHAASO探测到来自Crab脉冲星风云的PeV超高能辐射，我们基于粒子含时演化的脉冲星风云模型，利用MCMC方法，分别考虑了轻子起源和轻子强子混合起源，解释了Crab脉冲星风云从射电到超高能伽马射线的多波段辐射，探讨了PeV超高能辐射的轻子和强子起源；（2）超新星遗迹/脉冲星风云高能辐射研究。分析Fermi LAT观测数据并找到4个具有伽马射线辐射的超新星遗迹/脉冲星风云，获得了能谱特性，并进一步探讨了高能辐射的起源和相关物理过程；（3）脉冲星磁层物理研究。考虑磁场中发生的物理过程，利用粒子轨迹法研究了毫秒脉冲星磁层中粒子加速及辐射过程，研究了磁倾角及同步曲率辐射特性，获得了辐射能谱及相关物理特性。通过上述工作，发表SCI论文9篇，其中在ApJ和MNRAS上发表6篇，RAA上3篇。毕业博士生3人、硕士生4人。