XPNAV-1和NICER對Crab脈沖星觀測數據的比較分析

王浙宇，韓孟納，童明雷

XPNAV-1和NICER對Crab脈沖星觀測數據的比較分析

王浙宇1,2，韓孟納1,2，童明雷1,*

（1. 中國科學院 國家授時中心，西安 710600；2. 中國科學院大學，北京 100049）

通過對比NICER（Neutron Star Interior Composition Explorer）和XPNAV-1(X-ray Pulsar Navigation-1)關于Crab脈沖星同一時段（108天）觀測數據的計時處理結果，發現在周期躍變發生前的時段（95天），NICER數據的擬合前計時殘差的RMS（root mean square）為5.77 μs,遠優于XPNAV-1數據的擬合前計時殘差的RMS 51.56 μs，體現了NICER在有效面積、探測效率、數據采集等方面的優勢，給未來我國的X射線脈沖星探測器研制提供了發展方向；而在周期躍變發生后的時段（13天），發現XPNAV-1數據的擬合前計時殘差的RMS為55.87 μs，而NICER數據的擬合前計時殘差的RMS為167.27 μs，周期躍變對NICER的影響更大，說明在處理周期躍變發生后時段的NICER數據時，由于NICER的觀測精度非常高，需要更頻繁地更新Crab星歷。最后分別得到了兩個探測器整段數據的計時殘差。XPNAV-1數據的擬合前計時殘差的RMS為55.94 μs，而NICER數據的擬合前計時殘差的RMS為64.34 μs，這說明NICER數據受周期躍變影響更為明顯，進一步證明了上述結論。

Crab脈沖星；脈沖星計時；脈沖周期躍變；X射線脈沖星探測器

0 引言

脈沖星是高速自轉的致密天體，其磁極產生的電磁輻射束隨自身旋轉掃過星際空間，猶如宇宙中的燈塔。由于脈沖星的自轉極其穩定，這使其成為宇宙中天然的時鐘。對于多波段輻射的脈沖星，在地面和空間使用望遠鏡都能接收到它的信號。利用從脈沖星接收到的信息，可以計算太陽系行星質量[1]、建立脈沖星時間尺度[2-4]、探測低頻引力波[5]，未來還可以考慮脈沖星導航[6-7]等。……