單脈沖搜索在CRAFTS巡天數(shù)據(jù)中的研究與應(yīng)用

張 彬，梁 楠,2，于徐紅，陳宗浩，劉志杰，游善平*

(1. 貴州師范大學(xué)貴州省信息與計(jì)算科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550001；2. 中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)，云南 昆明 650216)

脈沖星是一種快速旋轉(zhuǎn)、高磁化的中子星，是理解超密度物質(zhì)的關(guān)鍵，可以用于各種基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)[1]。目前，脈沖星搜索方法主要分為周期性搜索和單脈沖搜索兩大類。其中，周期性搜索通過(guò)應(yīng)用快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform, FFT)將時(shí)間序列轉(zhuǎn)化到頻域，以識(shí)別周期性信號(hào)，然后在確定的周期內(nèi)對(duì)原始時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行折疊，以提高周期性信號(hào)的信噪比[2]。而單脈沖搜索尋找強(qiáng)的、非周期的脈沖，并未使用快速傅里葉變換和折疊。單脈沖搜索非常適合發(fā)現(xiàn)周期性搜索中無(wú)法發(fā)現(xiàn)的孤立爆發(fā)。研究人員應(yīng)用單脈沖搜索發(fā)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)射電暫現(xiàn)源(Rotating Radio Transients, RRAT)[3]和快速射電暴的(Fast Radio Bursts, FRB)[4]。

2003年，文[5]首次提出了一個(gè)理論框架，運(yùn)用單脈沖搜索方法探測(cè)射電天文觀測(cè)數(shù)據(jù)中的脈沖星信號(hào)。2009年，文[6]把單脈沖搜索應(yīng)用于阿雷西博L波段饋源陣列脈沖星巡天(Pulsar Arecibo L-band Feed Array, PALFA)七波束觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了7顆脈沖星。2010年，文[7]使用單脈沖搜索方法對(duì)帕克斯多波束脈沖星巡天(Parkes Multibeam Pulsar Survey, PMPS)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分析，發(fā)現(xiàn)10顆旋轉(zhuǎn)射電暫現(xiàn)源。2015年，文[8]在單脈沖理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)針對(duì)旋轉(zhuǎn)射電暫現(xiàn)源的搜索工具RRATtrap，應(yīng)用在綠岸射電望遠(yuǎn)鏡(Green Bank Telescope, GBT)350 MHz觀測(cè)數(shù)據(jù)，最終探測(cè)到18顆旋轉(zhuǎn)射電暫現(xiàn)源。2016年，文[9]首次將單脈沖搜索與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，提出遞歸峰值識(shí)別算法(Recursive Algorithm for Peak IDentification, RAPID)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化篩選脈沖星候選體，并探測(cè)到6顆脈沖星?！?br>