脉冲星X射线计时观测数据处理与 分析.pdf

第卷第期 天 文 学 报 年月 脉冲星射线计时观测数据处理与 分析 , , , , 杨廷高 童明雷 赵成仕 高玉平 中国科学院国家授时中心西安 中国科学院时间频率基准重点实验室西安 摘要 对我国公开发布的空间试验卫星射线探测器观测脉冲星的数据进行了处理 与分析 描述了利用射线脉冲星观测数据与卫星轨道数据建立积分脉冲轮廓与标准脉冲 轮廓的方法 给出了在频域测量脉冲星脉冲到达时刻的原理方法与算法 利用每组观 测数据 计算得到脉冲星脉冲 通过与脉冲星星历预报脉冲 的比较 分析 得到卫星载荷射线探测器观测脉冲星 在消除掉系统误差后 积分时间的观 测精度约 关键词 天体测量学 脉冲星 方法 数据分析 中图分类号 文献标识码 引言 我国于年月发射了射线脉冲星观测试验卫星 我们对公开发布的该卫星观 测脉冲星的组观测数据进行了处理 与分析 首先 利用卫星轨道参数、 地球历表与英国射电 计时观测得到的脉冲星星历参数 将每 组观测得到的射线光子到达卫星时刻转换成光子到达太阳系质心时刻 再利用公开 发布的全部可用观测数据 构建标准脉冲轮廓 利用每组观测数据建立积分脉冲轮廓 将积分脉冲轮廓与标准脉冲轮廓进行离散傅里叶变换 在频域内测量得到每组观测的 脉冲星脉冲到达太阳系质心时刻 通过卫星观测得到的脉冲星脉冲到达太阳 系质心与星历表预报的同一脉冲到达太阳系质心 比较与分析 估计得到该卫星观 测脉冲星 积分时间的最好精度约 µ 脉冲轮廓建立 公开数据共包括组射线光子到达卫星时刻观测数据与卫星轨道参数 利用卫星 收到原稿 收到修改稿 国家自然科学基金项目 、中国科学院西部之光青 年学者项目、中国科学院青年创新促进会项目、陕西省青年科技新星项 目资助 卷 天 文 学 报 期 轨道参数、美国 发布的地球质心历表与英国发布 的脉冲星星历表 将观测到的光子到达卫星时刻转换成到达太阳系质心时刻 然后 建立每组观测积分时间为 得到的积分脉冲轮廓 积分脉冲轮廓的建立以该组第 一个光子到达时刻为起点进行脉冲周期折叠 再将折叠后一个自转周期内的相位划分 为M 个等间距的相位子间隔 每个相位子间隔及其所包含光子数构成的直方图就是积分 脉冲轮廓 构建标准脉冲轮廓采用全部可利用的组观测数据 以便获得更高信噪比 的脉冲轮廓 标准脉冲轮廓构建方法与积分脉冲轮廓基本相同 不同的是进行脉冲周期 折叠时 采用脉冲星星历定义的脉冲主峰顶点对应的相位为起点相位零点进行周 期折叠 标准脉冲轮廓与积分脉冲轮廓相位子间隔数必须相同 因为标准脉冲轮廓利 用了更多观测数据 因而比积分脉冲轮廓具有更高信噪比 构建脉冲轮廓采用的脉 冲星星历是英国发布的星历 该星历表每月进行更新 以便满足脉冲星观测数据分析需 求 图是由个相位子间隔组成的标准脉冲轮廓 利用英国射电脉冲星星历与我 国组射线观测数据构建而成 由图可见 脉冲主尖峰的相位接近但并不等于 这主 要是由射线与射电两个不同波段的差异引起的观测数据是射线波段 而构建标准脉 冲轮廓