本文選題：脈沖星 + 自轉(zhuǎn)-軌道耦合�。� 參考：《華中科技大學》2011年碩士論文

【摘要】：脈沖星是快速旋轉(zhuǎn)的中子星，它是60年代天文學的四大發(fā)現(xiàn)之一。1974年，美國的赫爾斯和泰勒發(fā)現(xiàn)了第一顆射電脈沖雙星PSR1913＋16，它們是兩顆互相環(huán)繞的脈沖星，軌道周期很短，僅為7.75小時。軌道的偏心率為0.617。當兩顆子星相互靠得很近時，極強的引力輻射會導致它們的距離愈加靠近，，軌道周期會逐漸變短。但是脈沖雙星中存在很多源用現(xiàn)有理論無法解釋觀測到的脈沖星到達時間及其輪廓，并且有某些確切觀測表明某些脈沖雙星中軌道周期的一階導數(shù)小于0，且會改變符號；即雙星中的軌道周期隨著時間演化越來越長，雙星的距離越來越遠。而引力波輻射將引起的周期的變短。對于這些脈沖星公認的疑難問題，若能夠解決那么必然意義深遠重大。 在廣義相對論中，由于自轉(zhuǎn)必然會產(chǎn)生能量動量張量，因此會對雙星系統(tǒng)的運動產(chǎn)生影響。因此對于進動效應Damour等人考慮由自轉(zhuǎn)-軌道耦合(Spin-OrbitCoupling)引起的附加項[1]，成功解釋了一些觀測現(xiàn)象。但是僅僅考慮自轉(zhuǎn)-軌道耦合的效應還是有些問題解決不了：1998年Wex~([2-4])對于PSR B1259-63提出了到達時間模型，在7年兩個軌道周期的時間內(nèi)精確的擬合了此雙星系統(tǒng)的到達時間。2004年王娜等給出了13年的PSR B1259-63到達時間~([5-6])，發(fā)現(xiàn)采用Wex的時間模型到達時間在后兩個周期觀測曲線與理論曲線完全不相符，這個問題至今未解決。 本工作考慮自轉(zhuǎn)-自轉(zhuǎn)耦合(Spin-Spin Coupling)效應，首先由體系總哈密頓量根據(jù)哈密頓正則方程得到體系的矢量、標量運動方程，與僅考慮自轉(zhuǎn)-軌道耦合情況時相比較；其次，類比于damour所采用的后牛頓近似方法，得到三階后牛頓近似下（無自轉(zhuǎn)）軌道運功方程精確解的求解；接著我們加入自轉(zhuǎn)-軌道耦合項，得到自轉(zhuǎn)-軌道耦合與三階后牛頓效應下軌道方程精確解推導；最后我們根據(jù)天體物理中雙星系統(tǒng)的一些近似處理得到了在考慮自轉(zhuǎn)-自轉(zhuǎn)耦合效應之下雙星系統(tǒng)的進動效應。
[Abstract]:Pulsars are fast rotating neutron stars, one of the four great discoveries of astronomy in the 1960s. In 1974, Hulse and Taylor in the United States discovered the first radio pulsars, PSR 193 + 16, two pulsars orbiting each other for a short period of time. Only 7.75 hours. The eccentricity of the orbit is 0. 617. When the two sub-stars are very close to each other, the strong gravitational radiation will cause them to get closer and the orbital period will gradually become shorter. However, there are many sources in the binary pulsar which can not explain the observed time of arrival and its contour by existing theories, and some exact observations show that the first order derivative of the orbital period in some pulsating binary stars is less than 0, and the symbol will be changed. In other words, the orbital period in binary stars is getting longer and longer with time, and the distance between binary stars is getting farther and farther. And the gravitational wave radiation will cause the period to become shorter. For these pulsar recognized problems, if it can be solved, it is of great significance. In general relativity, the motion of binary star system will be influenced by rotation, which is bound to produce Zhang Liang of energy and momentum. Therefore, for the precession effect, Damour et al consider the additional term [1], which is caused by the spin-OrbitCoupling of the rotation-orbit coupling, and successfully explain some observational phenomena. However, there are still some problems that can not be solved by considering the rotation-orbit coupling effect: in 1998, Wexi ([2-4]) proposed a time of arrival model for PSR B1259-63. The arrival time of the binary system was accurately fitted in the time of two orbital periods of 7 years. In 2004, Wang Na et al gave the arrival time of PSR B1259-63 for 13 years ([5-6]). It was found that the arrival time of the time model using Wex was observed in the latter two periods. The line is completely out of line with the theoretical curve. The problem remains unresolved. In this paper, the spin coupling effect is considered. Firstly, the vector and scalar motion equation of the system are obtained from the total Hamiltonian equation of the system, which is compared with that when only the rotation orbit coupling is considered. Secondly, the total Hamiltonian quantity of the system is obtained according to the Hamiltonian canonical equation, and the equations of motion of the system are compared with those under the condition of only considering the rotation and orbit coupling. By analogy with the post-Newton approximation method used by damour, the exact solution of the (no rotation) orbital work equation under the third order post-Newton approximation is obtained, and then we add the rotation-orbit coupling term. The exact solution of the orbit equation under the rotation orbit coupling and the third order Newton effect is derived. Finally, according to some approximate treatments of the binary star system in astrophysics, the precession effect of the double star system considering the rotation coupling effect is obtained.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：P144.9

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本文編號：1918622