脉冲星在银河系中的运动 孙晓辉 国家天文台 2009.7.

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1 脉冲星在银河系中的运动 孙晓辉 国家天文台 2009.7

2 样本合成 (population synthesis)
位置、速度和年龄 磁场和周期等 初始样本 动力学 其它量随时间演化 演化后的样本 K-S检验 选择效应 可“观测”的样本 观测数据 See the review by Dunc Lorimer: astro-ph/

3 脉冲星在银河系中的运动 初始样本 2x105 位置和速度 尝试多种初始位置 分布 评估了多种引力势， 并找出最佳 总结了运动规律 应用
动力学 演化后的样本 t=0 – 2 Gyr 我们的文章: Sun & Han 2004, MNRAS, 350, 232 最新文章：Kiel & Hurley 2009, MNRAS, 395, 2326

4 初始位置：高度 （1）高斯 标高60pc （OB星，Maiz-Apellaniz 2001) （2）指数 （3）无限薄盘

5 初始径向分布 -- 径向分布与密度分布 -- Gamma分布 SNR and CO peaks
at 4-6kpc (e.g. Johnston 1994)

6 初始速度 诞生速度：各向同性，速率满足麦克斯韦分布 1D 速度弥散100, 200, 300, 400 km/s 3D速度弥散： 3D平均速度： 共转速度：由引力势决定

7 引力势 观测限制：旋转曲线 -- 其它过度简化 模型： -- Dehnen & Binney (1998) 精确但形式很复杂
-- Paczynski (1990) 形式简单且接近DB98 -- 其它过度简化

8 引力势: P90 -- 盘和核球 -- 晕 -- 参数

9 在引力势下的运动 -- 运动方程 Runge-Kutta 法 -- 检查 扰动小于2%

10 运动轨迹

11 标准条件下高度演化

12 标准条件下高度演化 不同半径范围高度分布基本相同 转向时间约为10Myr

13 标准条件下径向分布演化 -- 0.4kpc<R<25kpc - 半径太小，引力势 不清楚，轨道也可能 太复杂
- 半径太大，已经逃逸

14 其它条件下高度演化 只在0-1Myr有差别

15 其它条件下径向分布演化 初始 2Gyr

16 银心处的脉冲星 观测 (Lorimer 2004) 模拟 -- 银心处脉冲星数目很少 引力势的影响？ （需要进一步研究）
引力势的影响？ （需要进一步研究） 观测选择效应？（Effelsberg 5GHz巡天未探测到脉冲星）

17 应用：普通脉冲星 -- 年龄在1Myr到8Myr的脉冲星 1D速度弥散29+/-12 km/s 选择效应太重要 --年龄小于1Myr
平均速度 280+/-96 km/s

18 应用：毫秒脉冲星 -- 毫秒脉冲星 非常年老 高度演化已经稳定 选择效应可以不考虑 -- 1D 速度弥散参数最优
30 km/s – 180 km/s 步长 5 km/s K-S 检验 -- 最优结果 1D 速度弥散 60+/-10 km/s 平均速度 96+/-16 km/s

19 进一步的工作 -- 考虑更新的引力势 P90 旋转曲线：0.4kpc --- 25kpc
Xue et al. (2008) blue horizontal branch stars: 60kpc -- 在新的引力势下研究银心和银晕中的脉冲星 -- 利用样本合成研究其它物理量如磁场和光度的演化