パルサーが3種類の異なる放射変動を示すことを発見(Study Reveals a Pulsar Exhibits Three Distinct Emission Variations)

2026-07-02 中国科学院(CAS)

中国科学院(CAS)新疆天文台(XAO)のWEN Zhigang教授、YUAN Jianping教授らは、オーストラリア・パークス64m電波望遠鏡の観測データを用いてパルサーJ0846−3533を解析し、1つのパルサーで3種類の異なる放射変動が同時に生じることを初めて体系的に実証した。1万個以上の単一パルスを解析した結果、一時的に電波放射が停止する「ヌリング」、パルス形状が急激に変化する「モード切替」、さらに2回転ごとに明るさが周期的に変動する現象が共存していることを確認した。この周期的な明るさの変動は、3年間隔の2回の観測で一貫して検出された。解析の結果、モード切替とヌリングは中性子星磁気圏内の大規模な電流構造の再編成によって生じる一方、周期的な明るさ変動は粒子加速効率の周期的変化に起因することが示され、強度変動には異なる物理機構が存在することが明らかとなった。本研究は、パルサー磁気圏ダイナミクスの統一理論構築に向けた重要な観測的証拠を提供し、中性子星周辺の極限磁場環境の理解を深める成果である。

パルサーが3種類の異なる放射変動を示すことを発見(Study Reveals a Pulsar Exhibits Three Distinct Emission Variations)
Harmonic-resolved fluctuation power spectra for PSR J0846−3533. (Image by XAO)

<関連情報>

パルサーJ0846–3533の多面的な放射変動:周期的な振幅変調、モード切り替え、およびパルスヌル Multifaced Emission Variability of Pulsar J0846–3533: Periodic Amplitude Modulation, Mode Switching, and Pulse Nulling

Zhen Wang, Zhigang Wen, Jianping Yuan, Na Wang, Wenming Yan, Wei Han, and Xuefeng Duan
The Astrophysical Journal  Published: 2026 May 28
DOI:10.3847/1538-4357/ae6858

Abstract

We present a comprehensive single-pulse analysis of the isolated rotation-powered pulsar J0846−3533 (B0844−35) using ultrawideband observations from the Parkes 64 m radio telescope across two epochs, totaling 11,103 single pulses. Our study reveals three key emission variability phenomena coexisting in this pulsar: periodic amplitude modulation, mode switching, and intermittent nulling. The nulling fraction is measured to be an upper limit of ∼11%. Mode switching occurs between two distinct states: a normal mode dominated by the trailing component and an abnormal mode with a significantly enhanced central component, transitioning over a few pulse periods. Fluctuation spectral analysis identifies stable periodic amplitude modulation with a periodicity of two rotational periods, which persists across both observational epochs. These findings suggest that mode switching and nulling arise from large-scale magnetospheric current rearrangements, while the periodic amplitude modulation reflects recurrent reconfiguration of particle acceleration and plasma emission efficiency. This multifaceted variability provides critical constraints on unifying models of pulsar magnetospheric dynamics.

1701物理及び化学
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