中子星與脈衝星天體物理

《中子星與脈衝星天體物理》包括中子星和脈衝星的基礎知識，這是伴隨空間科學和地面射電望遠鏡進步的新學科，涉及衛星探測的天體高能現象和能譜與時變的資料分析，還包括中子星/脈衝星的多種現象，諸如高能爆發、X射線、射電輻射、雙星系統中吸積加速形成毫秒脈衝星。作者汲取國際新科學成就，將新的科研成果寫進《中子星與脈衝星天體物理》。
　　
閱讀《中子星與脈衝星天體物理》不需要預先具備天體物理和天文學的特定知識，對於理工科學生，他們只要有興趣瞭解天文學和天體物理進展，就完全可以閱讀《中子星與脈衝星天體物理》。對於業餘和專業的天文觀測者來說，《中子星與脈衝星天體物理》是其良師益友，能快速瞭解脈衝星的基礎知識，而不需要投入大量時間去研修現代物理知識。

前言

第1章 中子星和脈衝星的介紹 1
1.1 脈衝星的發現 1
1.2 脈衝星的特性 2
1.3 脈衝星的射電觀測工具 4
1.4 愛因斯坦理論和引力波的驗證 8

第2章 中子星模型和脈衝星的誕生 12
2.1 中子星的理論模型 12
2.2 超新星1054與蟹狀星雲脈衝星 13
2.2.1 超新星1054 13
2.2.2 蟹狀星雲脈衝星 14
2.3 超新星的爆發與脈衝星的誕生 15
2.3.1 超新星的爆發 15
2.3.2 脈衝星的誕生 16

第3章 脈衝星的觀測特徵及分類 17
3.1 脈衝星研究的里程碑 17
3.2 脈衝星主要波段的觀測特徵 18
3.2.1 射電脈衝星的觀測 18
3.2.2 X射線脈衝星的觀測 20
3.2.3 射線脈衝星的觀測 21
3.3 特殊脈衝星的分類及觀測性質 22
3.3.1 正常脈衝星 22
3.3.2 毫秒脈衝星 23
3.3.3 射線脈衝星 24
3.3.4 磁星 26
3.3.5 中心緻密天體 30
3.3.6 旋轉射電暫現源 32
3.3.7 球狀星團脈衝星 34
3.3.8 超新星遺跡脈衝星 35
3.3.9 脈衝星雙星 36？

第4章 脈衝星的物理參數及其分佈 40
4.1 脈衝星的週期和磁場的分佈 40
4.1.1 脈衝星的週期測量及分佈 40
4.1.2 脈衝星的磁偶極模型及磁場估計 43
4.1.3 脈衝星的磁場分佈 45
4.2 脈衝星的週期演化案例 47
4.2.1 磁偶極輻射 47
4.2.2 引力波輻射 48
4.2.3 比較電磁與引力波兩種輻射機制 50
4.3 中子星的品質 52
4.3.1 中子星的星體結構方程 53
4.3.2 射電脈衝雙星的品質測量 57
4.3.3 射電脈衝雙星的品質估算 60
4.3.4 X射線中子星的品質測量 61
4.3.5 X射線中子星系統的品質估算 64
4.4 中子星的半徑 65

第5章 雙星演化與毫秒脈衝星的形成 67
5.1 X射線雙星及射電脈衝星雙星 67
5.1.1 X射線雙星及射電脈衝星雙星簡介 67
5.1.2 愛丁頓光度 68
5.1.3 洛希瓣 71
5.1.4 星風吸積 73
5.1.5 HMXB與LMXB的對比 75
5.1.6 HMXB的產生：密近雙星的品質轉移 77
5.2 雙星中的品質變化對軌道的影響 78
5.2.1 品質守恆轉換 78
5.2.2 品質損失引起的軌道變化 79
5.3 高品質X射線雙星與中子星 79
5.3.1 三種星體的時標簡介 79
5.3.2 恒星演化階段的外層半徑變化及三類密近雙星的演化 80
5.3.3 事件B的大品質密近雙星系統的演化及HMXB的形成 81
5.3.4 HMXB的最終演化：雙中子星或黑洞 82
5.3.5 雙星系統中等演化的區分 83
5.4 LMXB與毫秒脈衝星 84
5.4.1 共同包層演化 84
5.4.2 部分帶有低品質伴星的大品質雙星形成LMXB演化的例子 85
5.4.3 從LMXB過渡到毫秒脈衝星 86
5.4.4 X射線雙星的形成 86
5.5 中子星磁場的衰減 87
5.5.1 磁場{自旋週期圖中脈衝星雙星的分佈 94
5.5.2 脈衝星雙星的不同參數 95
5.5.3 雙星系統中脈衝星的演化圖像 96
5.6 加速線上方的脈衝星雙星 97
5.6.1 第一組：擁有大品質伴星的脈衝星 99
5.6.2 第二組：脈衝星的伴星是已演化的星體 100
5.7 毫秒脈衝星的B-P特性 101
5.7.1 MSP最小自旋週期與吸積品質的關係 101
5.7.2 形成毫秒脈衝星所需的最小吸積率 103

第6章 吸積中子星 106
6.1 吸積中子星的發現 106
6.2 X射線觀測衛星的歷史 108
6.3 吸積中子星的證認及分佈 112
6.4 雙星系統吸積過程的進一步研究 113
6.4.1 星風吸積 113
6.4.2 盤主導吸積 115
6.4.3 高磁化系統的吸積柱 116
6.4.4 低磁系統和吸積毫秒脈衝星 116
6.4.5 吸積中子星的阿爾文半徑、磁球半徑與共轉半徑 117
6.4.6 平衡週期線 118
6.5 吸積中子星的分類 119
6.5.1 低品質X射線雙星 119
6.5.2 中等品質和高品質X射線雙星 122
6.6 吸積中子星的磁場與迴旋吸收線 124
6.7 Ⅰ型X射線暴 124
6.8 LMXB時變現象與准週期振盪 126

第7章 我國脈衝星的射電設備與天眼之問 128
7.1 我國脈衝星的觀測設備 128
7.2 我國的射電望遠鏡及發展 129
7.3 中國天眼FAST的天問 131
7.3.1 天眼天問之一——宋代的客星“天機” 131
7.3.2 天眼天問之二——“蟹狀星雲”的由來 132
7.3.3 天眼天問之三——發現脈衝星：旋轉中子星 133
7.3.4 天眼天問之四——發現蟹狀星雲脈衝星的意義 134
7.3.5 天眼天問之五——脈衝星名字的由來 134
7.3.6 天眼天問之六——脈衝星轉動為何那麼快？ 135
7.3.7 天眼天問之七——客星與脈衝星回答“李約瑟難題” 136
參考文獻 138
附錄 140
後記 142
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