伽马射线脉冲星的多波段研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11573010
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    72.0万
  • 负责人：
    Jumpei Takata
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    A1503.恒星晚期演化及爆发、致密天体及其相关高能过程
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

We will carry out a theoretical investigation of gamma-ray emission process in pulsar magnetosphere. The Fermi gamma-ray telescope has detected more than 150 gamma-ray pulsars, but something new appears. Standard model predicts that the pulsars produce the GeV photons through the curvature radiation, and its spectrum decreases exponentially above 1-5GeV. Fermi has discovered unusual gamma-ray emitting pulsars, whose spectra conflict with the standard picture. “High-Energy Pulsars” emit the photons above 10GeV and the spectrum decreases “non”-exponentially above 10GeV. On the other hand, “Soft Gamma-ray Pulsars” are invisible by Fermi, but bright in hard X-ray bands. The precise emission mechanisms of these unusual pulsars are unknown. A unified picture that connects among soft gamma-ray pulsars, typical GeV pulsars, as well as high-energy pulsars could advance in understanding the high-energy emission process of the pulsars..We will argue that >10GeV emission from the high-energy pulsar is a result of non-stationary process, while the standard model discussed the stationary emission process. In our model, we will discuss the gamma-ray emission process within the framework of the outer gap model, which assumes the emission region located in outer magnetosphere. We argue that size of the outer gap oscillates with time, which results in the time dependent gamma-ray emission process. The high-energy emissions above 10GeV are produced when the outer gap thickness is very large. We speculate that although the spectrum of the individual pulsed emission has an exponential decay, the spectrum averaged over the time forms the non-exponential decay observed by Fermi..We will explore the possibility that the Earth viewing angle of the soft gamma-ray pulsars is a peculiar relative to the viewing angle for typical GeV gamma-ray pulsars. Our speculation is that because of this peculiar viewing geometry, we miss the GeV photons from the outer gap, but we can measure only hard X-ray/soft gamma-rays emitted through synchrotron radiation from the electron and positron pairs created outside the outer gap. We will simulate the dependency of X-ray/gamma-ray spectra and light curves on the viewing geometry, and we will discuss if this model could explain the multi-wavelength xobservations. .In the next decade, the Chinese next generation telescopes will enable us to start new science of the gamma-ray emitting pulsars. The Five Hundred Meter Aperture Spherical Telescope will find many new radio pulsars at the Fermi unidentified sources. A sky survey by The Hard X-ray Modulation Telescope will discover new soft gamma-ray pulsars. With these observations, we can address the questions that how gamma-ray luminosity depends on the spin down power, and how the population of the soft-gamma-ray pulsars depends on the age of the pulsars. We will carry out the theoretical study in multi-wavelength bands in order to compare with the future observations.
我们将对脉冲星磁层的伽马射线辐射机制进行理论研究。费米伽马射线望远镜发现了辐射伽玛射线的脉冲星的新类型，被称为“高能”脉冲星和“软γ射线脉冲星”。高能脉冲星发出的大于10GeV的伽玛射线被观测到了，而软伽玛射线脉冲星在GeV波段并不可见。标准模型并不能解释这种新型的伽马射线脉冲星，具体的辐射机制也是未知。我们将研究能统一解释软伽马射线脉冲星、典型GeV脉冲星和高能脉冲星的模型，这也将进一步理解脉冲星的高能辐射机制。在接下来的十年里，中国的五百米口径球面射电望远镜将在费米不确定的源中发现许多新的射电脉冲星。硬X射线调制望远镜的巡天将会发现新的软伽玛射线脉冲星。我们将进行的γ射线脉冲星族的理论研究，可与未来的观测相比较。

结项摘要

我们将对脉冲星磁层的伽马射线辐射机制进行理论研究。费米伽马射线望远镜发现了辐射 伽玛射线的脉冲星的新类型，被称为“高能”脉冲星和“软γ射线脉冲星”。高能脉冲星发出 的大于10GeV的伽玛射线被观测到了，而软伽玛射线脉冲星在GeV波段并不可见。标准模型并不 能解释这种新型的伽马射线脉冲星，具体的辐射机制也是未知。我们将研究能统一解释软伽马 射线脉冲星、典型GeV脉冲星和高能脉冲星的模型，这也将进一步理解脉冲星的高能辐射机制 。在接下来的十年里，中国的五百米口径球面射电望远镜将在费米不确定的源中发现许多新的 射电脉冲星。硬X射线调制望远镜的巡天将会发现新的软伽玛射线脉冲星。我们将进行的γ射 线脉冲星族的理论研究，可与未来的观测相比较。

项目成果

期刊论文数量（24）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
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专利数量（0）
Possible modulated gamma-ray emission from the transitional millisecond pulsar binary PSR J1023+0038
过渡毫秒脉冲星双星 PSR J1023 0038 可能发射调制伽马射线
  • DOI：
    10.1088/1674-4527/18/10/127
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Research in Astronomy and Astrophysics
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Xing Yi;Wang Zhong-Xiang;Takata Jumpei
  • 通讯作者：
    Takata Jumpei
Investigation of the High-energy Emission from the Magnetar-like Pulsar PSR J1119-6127 after the 2016 Outburst
2016 年爆发后类磁星脉冲星 PSR J1119-6127 高能发射的调查
  • DOI：
    10.3847/1538-4357/aadf84
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Astrophysical Journal
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Lin Lupin Chun-Che;Wang Hui-Hui;Li Kwan-Lok;Takata Jumpei;Hu Chin-Ping;Ng C. -Y.;Hui C. Y.;Kong A. K. H.;Tam Pak-Hin T.;Yeung Paul K. H.
  • 通讯作者：
    Yeung Paul K. H.
Chandra Phase-resolved Spectroscopy of the High Magnetic Field Pulsar B1509−58
高磁场脉冲星 B1509–58 的钱德拉相位分辨光谱
  • DOI：
    10.3847/1538-4357/aa67e3
  • 发表时间：
    2016-04
  • 期刊：
    The Astrophysical Journal,
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Hu Chin-Ping;Ng C. -Y.;Takata J.;Shannon R. M.;Johnston S.
  • 通讯作者：
    Johnston S.
Probing gamma-ray emissions of Fermi-LAT pulsars with a non-stationary outer gap model
用非平稳外间隙模型探测 Fermi-LAT 脉冲星的伽马射线发射
  • DOI：
    10.1093/mnras/stv2612
  • 发表时间：
    2015-11
  • 期刊：
    Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Jumpei Takata;Ng C. W;Cheng K.S.
  • 通讯作者：
    Cheng K.S.
The X-Ray Modulation of PSR J2032+4127/MT91 213 during the Periastron Passage in 2017
2017年近星体通道期间PSR J2032 4127/MT91 213的X射线调制
  • DOI：
    10.3847/1538-4357/aab848
  • 发表时间：
    2018-03
  • 期刊：
    The Astrophysical Journal
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    K. L. Li;J. Takata;C. W. Ng;P. H. T. Tam;C. Y. Hui;K. S. Cheng
  • 通讯作者：
    K. S. Cheng

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其他文献

Superorbital Modulation at GeV Energies in the γ-Ray Binary LS I + 61°303
γ 射线双星 LS I 61°303 中 GeV 能量的超轨道调制
  • DOI：
    10.3847/1538-4357/aa9b36
  • 发表时间：
    2017-04
  • 期刊：
    The Astrophysical Journal
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yi Xing;Zhongxiang Wang;Jumpei Takata
  • 通讯作者：
    Jumpei Takata
なぜ研究生産性は低下したのか？－大学教員の現在－
为什么研究生产力下降？
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    大学論集
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ting Tao;Ryota Sato;Yusuke Matsuda;Jumpei Takata;Fijun Kim;Yukio Daikubara;Koji Fujita;Kotaro Hanamoto;Fumio Kinoshita;Ricki Colman;Mamiko Koshiba*;藤村正司
  • 通讯作者：
    藤村正司
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2024
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  • 通讯作者：
    N. Żywucka
Polarization Study of Gamma-ray Binary Systems
伽马射线双星系统的偏振研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    The Astrophysical Journa
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xingxing Hu;Jumpei Takata
  • 通讯作者：
    Jumpei Takata
Optical Three-axis Tactile Sensor for Robotic Fingers
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  • DOI：
    10.5772/6619
  • 发表时间：
    2008
  • 期刊：
    2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    M. Ohka;Jumpei Takata;Hiroaki Kobayashi;Hirofumi Suzuki;Nobuyuki Morisawa;H. Yussof
  • 通讯作者：
    H. Yussof

其他文献

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Jumpei Takata的其他基金

激变变星系统中快速旋转白矮星的X射线辐射性质的研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
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  • 项目类别：
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HXMT研究脉冲星的硬X射线/软γ射线辐射
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  • 项目类别：
    联合基金项目

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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