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科学研究

cctv5直播在线回放学院李昂教授开云手机平台在脉冲星PSR J1835?1106中合作发现反glitch现象

近日，cctv5直播在线回放学院天文学系与中国科学院新疆天文台等单位合作，利用南山26米和Parkes 64米射电望远镜的长期观测数据，在旋转供能脉冲星PSR J1835-1106中发现了一次罕见的反glitch事件（anti-glitch）。该成果已发表于天文学科的国际一流期刊《The Astrophysical Journal Letters》，为理解脉冲星glitch现象的物理机制提供了新的关键观测证据。

研究背景

脉冲星是高速旋转、高度磁化的中子星，以其极高的自转稳定性著称。然而，部分脉冲星会出现自转状态的突变，最常见的是glitch（自转突然加快），而反glitch（自转突然减慢）则极为罕见。此前，反glitch主要发现在磁星（magnetar）中，并常伴随辐射爆发和脉冲轮廓变化。近年来，在少数旋转供能脉冲星（RPP）中也陆续发现了几例反glitch，但其物理起源仍未明确。

图：PSR J1835?1106 的反glitch。灰色虚线表示跃变发生的时刻，虚线上方的括号内标注了事件编号。(a) 显示时序残差，其中实心方块代表南山 26 米望远镜观测数据，空心方块对应Parkes 64 米望远镜观测数据。 (b) 显示自旋频率的相对变化，定义为观测自旋频率与跃变前模型预测值之差。 (c) 展示自旋频率导数的时间演化。

发现内容

本研究基于长达22年（2000–2022）的计时观测数据，发现在MJD 55813时刻，PSR J1835-1106发生了一次幅度为Δν/ν=?3.46(6)×10?9的反glitch事件。这是该脉冲星中发现的第三起glitch事件，也是第三例在RPP中探测到的反glitch。值得注意的是，在事件前后300天范围内，脉冲轮廓未发生显著形态变化，这与多数磁星反glitch伴随辐射变化的情形形成鲜明对比。

研究开云手机平台通过深入分析发现，PSR J1835–1106在glitch事件之间的角速度滞后远低于超流体模型（如ΔV效应）所需的阈值，从而排除了该类机制对本反glitch事件的解释。研究人员进一步提出星风制动模型可作为合理解释：由于粒子风光度临时增强，导致脉冲星制动扭矩增大，表现为自转减慢。计算表明，仅需约3.6%的星风光度增加即可解释观测现象。该研究结果不仅推进了对脉冲星glitch的理解，也为中子星内部结构与磁层–星风耦合过程的研究提供了新的观测约束。与之前发现反glitch的脉冲星（如PSR B0540-69和PSR J1522-5735）相比，PSR J1835-1106的年龄更老、自转减慢率更低，其反glitch幅度也更小。这些差异表明，反glitch可能在不同类型的脉冲星中存在多种产生机制，并不局限于单一的物理图像。

未来应用与指导意义

本研究强调了对反glitch事件进行高频次、高灵敏度监测的重要性。未来，借助eXTP（增强型X射线时变与偏振探测空间天文台）等新一代天文观测设备，有望捕获更多类似事件，从而区分其起源究竟是内部超流体动力学还是外部磁层过程。这一方向的研究将对深入理解脉冲星glitch机制产生重要推动。

该项工作由cctv5直播在线回放学院王明阳（第一作者）、刘鹏、李昂（通讯作者）和袁建平、周霞、王娜（中国科学院新疆天文台）、庹攸隶（德国图宾根大学）、党世军（贵州师范大学）、汪卫华（温州大学）、葛明玉（中国科学院高能物理研究所）合作完成。研究获得了科技部SKA专项、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项和cctv5直播在线回放学院大学生创新创业训练计划的支持。

论文信息：

Mingyang Wang, Peng Liu, Jianping Yuan, Ang Li, Youli Tuo, Shijun Dang, Weihua Wang, Mingyu Ge, Xia Zhou, Na Wang, Ang Li. Discovery of the anti-glitch in PSR J1835?1106. 2025 ApJL 991, L18

预印本链接：https://arxiv.org/abs/2505.14755

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