新疆天文台博士研究生李琳及所在脉冲星研究团队,利用星风模型解释了间歇脉冲星的自转减慢行为,该研究成果已发表在ApJ(2014,788,16)杂志上。
间歇脉冲星是一类“兼职的”射电脉冲星,它们的射电辐射表现为两种状态:on-state(射电噪的状态,即可以观测到射电辐射)和off-state(射电宁静的状态,即观测不到射电辐射)。长期的到达时间观测显示,在on-state时它们的自转减慢率比在off-state时要高,那么意味着在on-state时有额外的粒子流成分提供了制动力矩,这为星风在脉冲星自转减慢中发挥的重要作用提供了很好的证据。
李琳及所在研究团队将脉冲星的星风模型应用于间歇脉冲星 PSR B1931+24、PSR J1841−0500 和PSR J1832+0029 的自转减慢研究中。在脉冲星的星风模型中,加速粒子的密度常取为Goldreich-Julian 密度,这样的假设可以满足间歇脉冲星在所有的on-state时的稳定性,对于间歇脉冲星PSR B1931+24,研究人员获得了星风粒子的活跃占空比,这与on-state的活跃占空比的结果一致;同时,研究人员计算出3颗间歇脉冲星在不同星风模型中对应的磁场和磁倾角,同时预言相应的制动指数。这项工作是对间歇脉冲星磁倾角和制动指数的预言,可以接受未来观测的检验,这将有助于区分脉冲星磁层模型及相应的粒子加速效应,为理解脉冲星的磁层提供更强的约束条件。
新疆天文台副研究员唐建飞博士,根据太阳射电V型爆发与III型爆发的相关性,用电子回旋脉泽辐射机制,解释了射电V型爆发的一些观测特征。该研究成果已发表在ApJ(2013,779,83)杂志上。
太阳射电V型爆发与III型爆发密切相关,通常跟随在III型爆发或III型爆发群之后。与III型爆发相比,V型爆发的持续时间长(几十到几百秒)、带宽大(100MHz以上)、圆偏振度低而且常常与III型爆发的偏振相反。另一方面,它们具有近似相等的源高度,且源高度都随频率的减小而增加。
研究人员根据太阳射电V型爆发和III型爆发的这些观测特征,认为产生III型爆发和V型爆发的高能电子起源于同一个加速区,被加速的高能电子,一部分沿着开放的磁力线向上运动,由于电子回旋脉泽不稳定性产生了III型射电辐射。另一部分高能电子则被闭合的磁力线捕获,电子在这样一个磁环中运动,激发了电子回旋脉泽不稳定性,从而产生射电V型爆发。
紫金山天文台和国家天文台相关研究人员参与了此项研究工作。
生命学院陆忠兵课题组和美国明尼苏达大学大学合作,利用GCN2基因敲除小鼠对其在心衰模型中的作用进行了研究,发现敲除GCN2可以提高心脏功能,降低氧化应激、细胞自噬和细胞凋亡。进一步研究发现,GCN2敲除可以选择性提高抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,抑制氧化应激诱导的细胞凋亡。相关研究工作2014年1月发表在 Hypertension(63(1):128-35),国科大生命学院为第一单位。另一项关于降糖药二甲双胍(METFORMIN)对心力衰竭的保护机制研究近期也发表于 Hypertension(63(4):723-8),提出了METFORMIN可以通过不依赖于AMPKα的途径对衰竭心脏进行保护的新观点。
尽管天文学家们对宇宙中的众多星系有着详细的研究,但对于我们居住的银河系却一直不能窥其全貌。银河系是一个由星系盘,中心核球,以及暗物质晕组成的旋涡星系。此前,中科院上海天文台的沈俊太研究员利用高精度多体模拟已经证实了银河系的核球其实主要是侧面看到的银河系的棒,并且发现银河系可能并不包含一个显著的由星系并合而形成的经典核球。最近,斯隆数字巡天三期项目(SDSS-III)的APOGEE预观测项目宣布在银河系核球区探测到了一个占相当比例(~10%)的高速恒星冷峰(cold high-V peak);其视向速度约为200 km/s,速度弥散约30 km/s(Nidever et al. 2012, ApJL)。作为APOGEE项目的首篇科学结果论文,其主要结论认为该现象反映了银河系棒内部恒星的径向流。最近,中国科学院上海天文台的沈俊太团组利用银河系棒/核球的数值模型检验了APOGEE预观测的结果,质疑APOGEE团队关于高视向速度恒星冷流起源的结论,并且做出了更为合理的新解释。该项科研成果已经以通讯快报的形式正式发表在最新一期的国际核心期刊《天体物理杂志》(ApJL)上。
这项工作由中科院上海天文台的李兆聿助理研究员与沈俊太研究员、国家天文台的毛淑德研究员,及美国加州大学洛杉矶分校和德国莱布尼兹研究所的科研人员合作完成。通过分析多个银河系自洽动力学模型,该科研团队详细研究了模型中棒结构的动力学特征,并与观测进行了比较。与APOGEE的解释不同,该团队发现即便由于棒的存在,核球区恒星的视向速度分布并不表现出一个单独的高速冷峰。然而,核球区视向速度分布确实存在一个延展的高速成分。棒中恒星的运动能够清晰地在距离—速度图上呈现出来。通过对距离—速度图的分析,他们发现这些高速粒子的存在可以简单地利用几何学来解释:运动轨道与视线方向相切的那些粒子更容易产生较高的视向速度,并因为在切点附近粒子数密度最高而主导视向速度分布,而且切点的位置与距离—速度图中显示的结果一致。“核球高速星的存在其实并不直接反映棒结构内部恒星的运动,一个无棒的纯盘模拟也会有类似的观测现象。” 沈俊太表示,“对银河系棒结构特征的研究无疑需要考虑恒星距离和运动学的多维参数分布,而不能仅仅通过视向速度的一维分布,否则很容易得到错误的结论。另外,我们也在积极和其他国际观测学者合作,重新审视APOGEE预观测数据得到的高速峰是否真实存在。”
随着国内外众多银河系巡天项目的开展(如Gaia、LAMOST和APOGEE等),银河系研究即将迈入“大数据”时代。利用丰富的观测数据,中国科学院的星系动力学团队将继续深入开展数值模拟与观测的比较工作,从更多的角度来研究银河系不同结构的动力学特征,从而对银河系结构及其形成与演化做出更深刻的理解。
(论文详见 Li et al., 2014, ApJL, 785, L17)