国家天文台
致密天体和弥漫介质研究团组
课题和成果介绍

脉冲星一直是天体物理学研究中的前沿课题之一，涉及射电天文、高能物理、空间天文、等离子体物理等多个学科，研究内容非常广泛。无论是国际上的下一代射电望远镜 SKA 还是中国的 FAST，脉冲星都是首选的几个关键研究项目之一。我们的研究主要是为中国未来的大射电天文望远镜培养优秀的脉冲星研究人才。 研究手段主要是利用国际上的射电望远镜和空间望远镜进行观测，并积极发展观测技术，深入研究脉冲星辐射的产生和传播理论，解释观测事实和脉冲星辐射的规律。
具体研究课题包括：
1）脉冲星射电辐射的观测和分析；
2）脉冲星高能辐射的观测和理论；
3）脉冲星磁层辐射区物理和辐射机制；
4）脉冲星辐射的电磁波在磁层中的传播。
5）脉冲星与射电天文的高新观测技术。
主要研究人员包括：
韩金林 研究员；
王伟 副研究员；
王陈 副研究员；
王鹏飞 助理研究员；
董宾 助理研究员；
博士研究生 韩军；徐钧；
硕士研究生 杨嫒媛；喻业钊；于光雯。
研究成果：
1）王伟博士 发现了超长自转周期的中子星；
2）王鹏飞博士详细研究了脉冲星磁层中的曲率辐射及其偏振， 论文2012、2013年发表于国际期刊ApJ， MNRAS；
3）董宾在博士生阶段详细计算了FAST望远镜的射电方向束及其优化， 两篇论文2013年发表于PASA；
3）王陈博士详细研究了脉冲星磁层中辐射的传播特性， 多篇论文发表于国际期刊ApJ， MNRAS；获得中科院院长优秀奖和北京市科协青年科技论文一等奖；
4）博士生杜源杰在韩老师、乔国俊、徐仁新老师指导下完成脉冲星高能和射电辐射区的计算，多篇论文发表于MNRAS，ApJ，结果被国际教科书《Pulsar Astronomy （脉冲星天文学）》引用；
5）博士生杜源杰在徐仁新、乔国俊和韩金林指导下研究了亚毫秒脉冲星的可能形成途径，论文发表于MNRAS， 被Nature China介绍；
6）硕士研究生李向华在韩金林老师指导下研究脉冲星偏振信号散射，结果2003年发表于AA，被国际同行多次证实。
7）韩金林研究员研究脉冲星辐射区、脉冲星园偏振、脉冲星偏振观测等论文被国际教科书《Pulsar Astronomy （脉冲星天文学）》 多次引用、被多个综述引用。

银河系是我们的家园。它是一个漩涡星系，有亮恒星和大质量分子云指示的旋臂结构、有弥散恒星和稀薄气体组成的银河系晕、银河系中心有一个黑洞。银河系有千亿颗恒星，恒星之间有星际介质。因为我们身在其中，很难揭示银河系的结构。我们利用脉冲和河外射电源偏振辐射穿越星际介质时产生的法拉第旋转效应揭示银河系的磁场结构；在 中德射电天文马普合作小组 框架下，利用新疆25米射电望远镜观测弥漫的银河系同步辐射揭示银河系的小尺度的磁场结构，并观测银河系内的超新星遗迹和电离氢气区域；利用银河系的电离氢气区域和大质量分子云的分布揭示银河系旋臂结构；利用国际射电望远镜观测银河系内的脉冲星、电离氢气区域、超新星遗迹、恒星形成区。
具体研究课题包括：
1）银河系磁场结构研究；
2） 中德合作的银道面6厘米波段偏振巡天；
3）银河系旋臂结构研究；
4）银河系内目标的观测。
主要研究人员包括：
韩金林 研究员；
孙晓辉 副研究员；
石惠 助理研究员；
高旭阳 助理研究员；
侯立刚 助理研究员；
博士研究生 徐钧；
硕士研究生 许文峰。
研究成果：
1）多名博士生持续为 中德合作的银道面6厘米波段偏振巡天项目贡献十年， 高旭阳、孙晓辉、韩金林利用国内小射电望远镜首次发现了大超新星遗迹；
2）中德6厘米巡天过程中研究了大量超新星遗迹， 多篇论文在AA发表；被 IAU Symp 296请做特邀报告；
3）博士生侯立刚研究了银河系旋臂结构， 结果发表于AA，被国际同行大量引用；
4）博士生石惠仔细观测了银河系旋臂的一个恒星形成区，两篇论文发表于ApJ，发现恒星形成的四胞胎；
5）韩金林研究员的银河系磁场研究二十多次被国际会议邀请报告，研究结果被三著名国际教科书成页介绍，获得国家自然科学二等奖。

星系是宇宙空间结构分布的最基本单元，在百万光年尺度经常聚集成团即成为最大引力束缚体系---星系团。目前光学巡天探测到大量星系并得到了星系的3维分布，但也只能揭示银河系附近几个G光年的宇宙结构。我们一方面可以研究部分的特殊星系的性质包括其中的黑洞，另一方面可以研究星系的成团性以及星系团环境对星系的影响；星系团作为宇宙结构分布的结点，我们可以用来揭示星系团的在宇宙中的分布。星系团中的热气体和暗物质以及磁场大尺度性质与单个星系无关，我们可以通过多波段观测研究它们是否与星系团形成以及动力学状态的关系。
具体研究课题包括：
1）特殊星系（如极亮河外星系、BCG）性质的研究；
2）星系团的搜寻和发现；
3）星系团性质的研究；
4）星系团的射电观测；
5）邻近宇宙结构与星系星系团的分布。
主要研究人员包括：
韩金林 研究员；
文中略 副研究员；
侯立刚 助理研究员；
博士研究生 洪涛；袁中升；
硕士研究生 梁树明；徐伟伟。
研究成果：
1）文中略、韩金林、刘凤山等从SDSS数据中 证认出大量星系团，构建国际上最大的星系团表（WHL2009和WHL12），成为国际同行相关研究的基础数据，被国际同行大量引用；
2）文中略、韩金林从深场数据 证认出大量高红移星系团；
3）文中略、韩金林发明新方法研究出 2000多例富星系团的动力学状态，之前国际同行最多只能做几十例、一两百例；
4）文中略等 从星系团图像中发现大量引力透镜系统；
5）侯立刚在博士生阶段研究了大样本极亮红外星系中的气体与星系核， 两篇论文发表于ApJ；
6）博士生洪涛等研究了星系团在邻近宇宙空间的分布，探测到周期性的密度涨落。论文2012年在ApJ发表；
7）博士生洪涛利用澳大利亚射电望远镜观测，构建邻近宇宙中性氢探测的星系样本（论文2013年在MNRAS发表），用于探测邻近宇宙的物质分布不均匀性。