Astronomy ReportsAstronomy ReportsАстрономический журнал0004-62993034-5170The Russian Academy of Sciences64763710.31857/S0004629924050051JNXCAYArticlesСТАТЬИResearch ArticleMicrostructure in Radio Emission of the Pulsar B1133+16 at a Frequency of 111 MHzМикроструктура импульсов пульсара B1133+16 на частоте 111 МГцPopovM. V.ПоповМ. В.
Russian Federation
popov069@asc.rssi.ruP. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of SciencesФизический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук15052024101545546828012025Copyright ©; 2024, The Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024The Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0004-6299/article/view/647637

This study is based on observations of the pulsar B1133+16 conducted on the BSA PRAO antenna array at a frequency of 111 MHz with continuous recording of undetected signal (voltage) in the 2.5 MHz band, providing time resolution 0.2 microseconds. From 30 observing sessions, 570 strong pulses were selected for the subsequent analysis of microstructure parameters. The analysis was performed by computing autocorrelation functions separately for the three components of the mean profile: two extreme main components I and II and for the central weak component S in the profile saddle. For the component S microstructure analysis was performed for the first time. Distributions have been constructed by the following parameters: time scales τµ, modulation depth mµ, and the parameter d, which characterizes the shape of the micropulses. Noticeable differences were found in some parameters for different profile components. The discovered features were interpreted in the model of hollow cone with a central component. It was believed that the radio emission of the extreme components (I and II) is generated by ordinary mode O, and the radio emission of the central component is provided by extraordinary mode X. Under this interpretation the radio emission output heights above the polar cap, were estimated to be 45 and 280 km for the X and O modes, respectively. A noticeable deformation of the X mode emission cone relative to the central component S was mentioned. Considerations are presented that point to the spatial structure of the secondary plasma flow, elongated along the meridians of the magnetic field.

Данная работа основана на наблюдениях пульсара В1133+16, выполненных на антенной решетке БСА ПРАО на частоте 111 МГц с непрерывной регистрацией недетектированного сигнала (напряжения) в полосе 2.5 МГц, обеспечивающей временное разрешение 0.2 мкс. Из 30 наблюдательных сеансов было выбрано 570 сильных импульсов для анализа параметров микроструктуры. Такой анализ выполнен путем вычисления автокорреляционных функций отдельно для трех компонентов среднего профиля: двух крайних основных компонентов I и II и для центрального слабого компонента S в седловине среднего профиля. Для компонента S анализ микроструктуры был выполнен впервые. Построены распределения по временным масштабам τµ, по глубине модуляции mµ и по параметру d, характеризующему форму микроимпульсов. Выявлены различия в некоторых параметрах для разных компонентов среднего профиля. Обсуждены обнаруженные особенности в модели радиоизлучения полого конуса с центральным компонентом, при этом считается, что радиоизлучение крайних компонентов образуется обыкновенной модой О, а радиоизлучение центрального компонента обеспечивается необыкновенной модой Х. В этой интерпретации определены уровни выхода радиоизлучения над полярной шапкой, которые оказались равны 45 км и 280 км для Х и О мод соответственно. Отмечена заметная деформация конуса излучения моды Х относительно центрального компонента S. Представлены соображения, указывающие на пространственную структуру потока вторичной плазмы, вытянутую вдоль меридианов магнитного поля.

numerical methodsinterstellar gasindex refraction of radio wavesionosphere: theoriesinfluence of the ionospheredistributionчисленные методымежзвездный газпоказатель преломления радиоволнионосфера: теориивлияния ионосферыраспределениеD. R. Lorimer and M. Kramer, Handbook of Pulsar Astronomy (Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2012).T. H. Hankins, 169, 487 (1971).T. H. Hankins and B. J. Rickett, in Methods in computational physics. Vol. 14. Radio astronomy (New York: Academic Press, Inc., 1975), p. 55.T. H. Hankins, 177, L11 (1972).J. M. Cordes and T. H. Hankins, Bull. Amer. Astron. Soc. 5, 18 (1973).V. Boriakoff, Pulsar Radiofrequency Observations with a Digital Pulsar Processor, PhD thesis (New York, Cornell University, 1973).J. M. Cordes, 208, 944 (1976).Н. С. Кардашев, А. Д. Кузьмин, Н. Я. Николаев, А. Ю. Новиков, и др., Астрон. журн. 55, 1024 (1978).М. В. Попов, Т. В. Смирнова, В. А. Согласнов, Астрон. журн. 64, 1013 (1987).M. V. Popov, N. Bartel, W. H. Cannon, A. Yu. Novikov, V. I. Kondratiev, and V. I. Altunin, Astron. and Astrophys. 396, 171 (2002).M. V. Popov and T. V. Smirnova, Astron. Rep. 68(5), 1129 (2024).I. A. Girin, S. F. Likhachev, A. S. Andrianov, M. S. Burgin, M. V. Popov, A. G. Rudnitskiy, V. A. Soglasnov, and V. A. Zuga, Astronomy and Computing 45, id. 100754 (2023).M. Kramer, R. Wielebinski, A. Jessner, J. A. Gil, and J. H. Seiradakis, Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 107, 515 (1994).B. J. Rickett, 197, 185 (1975).V. Radhakrishnan and D. J. Cooke, Astrophys. Letters 3, 225 (1969).J. M. Rankin, 274, 359 (1983).J. M. Rankin, 274, 333 (1983).J. M. Rankin, 301, 901 (1986).V. Radhakrishnan and J. M. Rankin, 352, 258 (1990).J. M. Rankin, 405, 285 (1993).V. S. Beskin, A. V. Gurevich, and Ia. N. Istomin, Astrophys. Space Sci. 146(2), 205 (1988).M. A. Ruderman and P. G. Sutherland, 196, 51 (1975).V. S. Beskin, Soviet Astron. 26, 443 (1982).В. С. Бескин, Успехи физ. наук 188(4), 377 (2018).P. A. Sturrock, 164, 529 (1971).A. G. Lyne and R. N. Manchester, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 234, 477 (1988).D. Mitra, M. Arjunwadkar, and J. M. Rankin, 806(2), id. 236 (2015).J. M. Cordes, 210, 780 (1976).Ya. Gupta, N. D. Ramesh Bhat, and A. Pramesh Rao, 520(1), 173 (1999).Т. В. Смирнова, В. И. Шишов, Письма в Астрон. журн. 15(3), 443M. V. Popov, N. Bartel, A. S. Andrianov, M. S. Burgin, et al., 954(2), id. 126 (2023).M. V. Popov and W. Sieber, Soviet Astron. 34, 471 (1990).