A giant glitch from the magnetar SGR J1935+2154 before FRB 200428
快速射电暴(FRB)是在无线电频率中观察到的短脉冲,通常起源于宇宙学距离。FRB 200428和银河系磁星SGR J1935+2154的X射线对应物的发现表明,至少有一些FRB可以由磁星产生。然而,大多数来自磁星的X射线爆发与无线电发射无关。只有在极少数情况下才能产生FRB,这一事实提出了关于FRB特殊触发机制的问题。在此,我们报告了SGR J1935+2154的一个巨大故障,该故障发生在FRB 200428的前一天,大约为$3.1\pm2.5$ \,$Δν=19.8\pm1.4$ { \rm $μ$ Hz}和$Δ\dotν=6.3\pm1.1$ \,pHz s $^{-1}$。相应的自旋下降功率变化率$Δ\dotν/\dotν$是所有检测到的脉冲星故障中最大的。该故障包含一个延迟的自旋上升过程,这是只在螃蟹脉冲星和磁星1 E 2259+586,一个大的持续偏移的自旋下降率,和一个恢复组件,这是约一个数量级小于持续的。故障和FRB 200428之间的时间重合表明两者之间存在物理联系。磁星内部触发的巨大故障可能极大地改变了磁层结构,有利于FRB的产生,随后引发了许多X射线爆发,最终通过额外的地壳破裂和阿尔文波激发和传播引发了FRB 200428。
2022-11-07 astro-ph.HE
A radiatively-quiet glitch and anti-glitch in the magnetar 1E 2259+586
我们使用Neil Gehrels Swift和NICER天文台报告了磁星1 E 2259+586从2013年1月到2019年9月的软X射线发射的时间和光谱特性,$\sim 8$几个月后检测到抗故障。在这个时间跨度,我们检测到两个定时不连续。第一个故障发生在2012年4月抗毛刺之后约5年,是具有分数幅度$Δν/ν=1.24(2)\times10^{-6}$的相对较大的自旋上升毛刺。我们发现没有证据表明通量增强或光谱或脉冲轮廓形状的变化在这个小故障的时间。这与相当数量的磁星自旋上升故障是辐射安静的这一观点是一致的。大约1.5年后的2019年4月,1 E 2259+586显示出抗毛刺,自旋下降为部分振幅$Δν/ν=-5.8(1)\times10^{-7}$ ;与2012年检测到的部分变化相似。然而,我们没有检测到脉冲轮廓形状的任何变化或源的均方根脉冲通量的增加,我们也没有看到任何可能的爆发,从它的方向在抗毛刺的时间;所有这些都发生在2012年的事件。因此,类似于自旋毛刺,反毛刺可以默默地发生。这可能意味着这些现象起源于中子星内部,它们的位置和触发机制不一定与磁层有关。最后,我们的观察表明,在1 E 2259+586中,自旋上升和自旋下降毛刺的发生率大致相同,前者具有更大的净分数变化。
2020-06-16 astro-ph.HE
Postglitch exponential relaxation of radio pulsars and magnetars in terms of vortex creep across flux tubes
对快速旋转的中子星的计时观测揭示了大量的毛刺,这些毛刺是从正则射电恒星和磁星上观测到的。其中,76个毛刺表现出指数松弛,其特征衰减时间从几天到几个月不等,然后逐渐恢复。根据中子星外核磁通管环形排列与涡线相互作用的模型,分析了具有单个或多个衰减时间常数的指数弛豫闪变。模型的结果与观察到的时间尺度一般。因此,毛刺现象可以用来推断有价值的信息,中子星的结构,特别是内部的磁场配置,这是无法从表面观测。一个直接的结论是,磁星故障数据最好用一个更冷的核心来解释,因此需要直接Urca类型的快速冷却机制对磁星有效。
2017-07-26 astro-ph.HE
Magnetar spin-down glitch clearing the way for FRB-like bursts and a pulsed radio episode
磁星是孤立中子星家族的一个特殊子集,其X射线和无线电发射主要由其巨大磁场的衰变提供动力。磁星的许多属性仍然知之甚少:自旋下降的故障或恒星角动量的突然减少,无线电爆发让人想起银河系外的快速射电暴(FRB),以及持续数月至数年的瞬态脉冲无线电发射。在这里,我们揭示了在2020年10月5日(+/- 1天)从磁星SGR~1935+2154探测到的大自旋下降故障事件($|Δν/ν| = 5.8_{-1.6}^{+2.6}\times10^{-6}$)。我们没有发现源持续表面热或磁层X射线行为的变化,也没有强X射线爆发活动的证据。然而,在随后的几天里,磁星发射了三次类似FRB的无线电爆发,随后是一个月的脉冲无线电发射。鉴于磁星的自旋下降故障和无线电信号的罕见性,它们的近似同步性表明了一种关联,为它们的起源和触发机制提供了关键线索,并对更广泛的磁星和FRB种群产生了影响。我们假设,脉冲地壳等离子体脱落接近磁极产生的风,梳理出磁场线,迅速降低恒星的角动量,同时暂时改变磁层场的几何形状,以允许对沉淀无线电发射所需的创建。
2022-10-20 astro-ph.HE
Magnetospheric "anti-glitches" in magnetars
我们将Archibald等人(2013年)观测到的磁星1 E 2259+586的快速自旋下降(称为“反毛刺”)归因于X射线爆发期间磁层的部分开放,随后闭合场线区域的结构发生变化。要解释在X射线耀斑期间观测到的自旋下降,所需要的只是磁层中相对较小部分的瞬时开放,仅为一个周期,数量级仅为百分之几。更一般地说,我们认为,在磁星所有的时间不规则性有磁层起源,并引起(i)在当前的磁层结构的波动(类似于旋转动力驱动的马达中的长期扭矩变化);或者,特别是磁星,通过(ii)在爆发和耀斑期间打开一部分磁层-后一种事件总是伴随着快速的自旋下降,一个“抗干扰”。中子星地壳在地壳磁场驱动下的缓慢旋转运动,在CME型事件中超过一定的扭曲极限,导致外部磁场的爆炸性不稳定性和大磁通量的瞬时打开,耀斑后磁层电流的增加伴随着X光光度和自旋下降率的增强,轮廓的变化以及光谱硬化,所有这些都与转矩波动的磁层模型一致。
2013-06-10 astro-ph.HE
Tidal capture of an asteroid by a magnetar: FRB-like bursts, glitch and anti-glitch
本文提出小行星被磁星潮汐捕获并瓦解的模型,通过角动量转移解释glitch/anti-glitch,并由碎片吸积产生类FRB射电爆发。
2023-05-27 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Anti-glitch of magnetar 1E 2259+586 in the wind braking scenario
对磁星1 E2259 +586的抗毛刺进行了理论分析。在观测间隔期间增强的粒子风将带走中子星额外的转动能量。这将导致磁星的净自旋下降,即,一个抗干扰装置在抗毛刺的风制动场景中,有几个预测:(1)辐射事件将始终伴随着抗毛刺,(2)抗毛刺后制动指数的降低/变化,(3)抗毛刺只是增强的自旋下降的一段时间。如果有足够的定时观测,则预计会出现一段增强的自旋下降时间,而不是抗毛刺。还包括对SGR 1900+14和PSR J1846-0258的先前定时事件的应用。结果表明,在风制动模型中,可以安全地理解1 E 2259+586、SGR 1900+14和PSR J1846-0258的电流定时事件。在SGR 1806-20的巨大耀斑之前,增强的自旋下降和抗故障的缺乏与风制动情景一致。
2014-01-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the X-ray variability of magnetar 1RXS J170849.0-400910
我们使用Swift/XRT对1 RXS J170849.0-400910进行了2005-2013年8年的长期X射线通量和光谱分析。我们还分析了Chandra和XMM在2003-2004年期间的两个观测结果。在这10年期间,1 RXS J170849.0-400910显示了几个旋转故障。先前的研究声称X射线发射的变化与一些小故障有关。从我们的分析中,我们发现没有证据表明显着的X射线通量的变化和证据,只有低水平的光谱变化。我们还提出了一个更新的定时解决方案1 RXS J170849.0-400910,从RXTE和雨燕观测,其中包括以前未报告的故障在MJD 56019。我们将讨论磁星中辐射平静毛刺的频率和影响。
2014-01-20 astro-ph.HE
An internal mechanism for the anti-glitch observed in AXP 1E 2259+586
磁星是一种迷人的天体,被认为是中子星,由其强大的内部磁场提供动力。在异常X射线脉冲星AXP 1E 2259+586中发现了突然自旋下降的明确证据,该天体被编目为磁星。这个事件被命名为“反毛刺”。在这项工作中,我们提出了一个简单的内部机制,可以解释所观察到的恒星突然自旋下降。
2015-03-12 astro-ph.HE
Glitch recoveries in radio-pulsars and magnetars
脉冲星的故障是一个稳定自旋的中子星的自旋频率突然增加。这些事件被认为是对恒星内部超流体动力学的直接探测。然而,毛刺可以彼此显着不同,不仅在大小和频率上,而且在恒星的毛刺后响应上也是如此。有些表现为频率上的简单阶跃,而另一些则在故障后显示出降速速率的增加。其他人仍然表现出几个指数放松的组成部分,在故障后恢复。我们表明,如果故障确实是由于大规模unpinning的超流涡,在不同的地区,这发生在各自的时间尺度上,他们重新耦合可以导致各种观察到的签名。此外,我们表明,这个框架自然占异常X射线脉冲星的毛刺的特殊松弛。
2013-06-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetars
磁星是年轻且高度磁化的中子星,其显示出广泛的X射线活动,包括短爆发、大爆发、巨型耀斑和准周期振荡,通常伴随着有趣的定时行为,包括增强的自旋下降、毛刺和反毛刺。这种活动的大部分是由超强磁场的演化和衰减来解释的,超强磁场对中子星地壳施加压力并使其破裂,这反过来又驱动了外部磁层的扭曲和强大的磁层电流。被探测到的磁星数量已经增加到大约30个,并显示出与非常高磁化的射电望远镜明确的现象学联系。磁星理论的最新进展包括解释磁星光谱中的硬X射线成分和发展表面加热模型,解释了源的显着辐射输出。
2017-02-28 astro-ph.HE
The glitch activity of neutron stars
我们提出了一个统计研究的毛刺人口和行为的毛刺活动在整个人口的中子星。一个公正的毛刺数据库放在一起的基础上系统搜索的无线电定时数据的898个旋转动力天文台获得的Jodrell银行和帕克斯天文台。在5个磁星的类似搜索中发现的故障也包括在内。该数据库包含在141颗中子星的旋转中发现的384个故障。我们确认,毛刺大小分布至少是双峰,一个尖锐的峰值在大约$20\, \rm{μ\,Hz}$,我们称之为大毛刺,和更广泛的分布较小的毛刺。我们还探讨了毛刺活动$\dotν_{\rm{g}}$(定义为毛刺引起的每单位时间的平均频率增量)如何与自旋频率$ν$、自旋下降速率$|\dotν|$以及它们的各种组合(如能量损失率、磁场和自旋下降年龄)相关。据发现,活动是不敏感的磁场,它强烈相关的能量损失率,虽然磁星偏离的趋势所定义的旋转供电的磁星。然而,我们发现,一个恒定的比例$\dotν_{\rm{g}}/|\dotν| = 0.010 \pm 0.001$是一致的所有旋转供电的磁星和磁星的行为。这种关系由大的毛刺主导,其发生率与$|\dotν|$成正比。唯一的例外是具有最高$|\dotν|$值的旋转动力的脉冲星,如蟹状星云脉冲星和PSR B 0540 $-$ 69,它们表现出小得多的毛刺活动,本质上彼此不同,也不同于其他种群。由于小故障的活性也显示出增加的趋势与$|\dotν|$,但这种关系是由选择效应的偏…
2018-07-13 astro-ph.HE
Rapid spin changes around a magnetar fast radio burst
本研究报告了磁星SGR 1935+2154在快速射电暴前后约9小时内发生的双自转突变,揭示了磁层风导致自转减慢并可能触发FRB的机制。
2024-02-14 astro-ph.HE
Understanding recent observations of isolated magnetars and accreting magnetars from the magnetospheric point of view
讨论了磁星风制动模型及其应用。磁星在爆发期间的扭矩减小,抗干扰以及辐射和时间之间的反相关性在风制动模型中是可以理解的。最近对磁星的定时观测也与以前的模型一致。一个磁力驱动的风星云和一个制动指数小于3的是两个预测。除了孤立的磁星外,在双星系统中也可能有吸积磁星和从回退盘吸积的磁星。从观测上看,超亮X射线磁星可能是吸积磁星,而超慢磁星可能是过去具有回退盘的磁星。无论是孤立磁星还是吸积磁星,都需要做大量的工作。
2017-05-27 astro-ph.HE
The 2006 Outburst of the Magnetar CXOU J164710.2-455216
我们的钱德拉,XMM-牛顿,朱雀和斯威夫特X射线天文台获得的数据报告,在2006年爆发的异常X射线脉冲星CXO J164710.2-455216。我们没有发现非常大的毛刺和快速指数衰减的证据,如以前报道的这个来源。我们对Delta nu/nu < 1.5 x 10^{-5}爆发时的任何分数频率增加设置了3 sigma上限。我们的时间分析,基于最长的时间基线,产生了一个自旋下降率的脉冲星,这意味着一个表面偶极磁场~9 x 10^{13} G,虽然这可能是偏高的可能恢复未检测到的毛刺。我们还提出了一个源通量和光谱演化的分析,并没有发现长期的光谱弛豫后爆发的证据,如以前报道的。
2010-06-29 astro-ph.HE
Timing behavior of the Magnetically Active Rotation-Powered Pulsar in the Supernova Remnant Kestevan 75
我们在PSR J1846-0258中报告了一个大的自旋向上故障,与2006年5月31日的类磁星行为相吻合。我们表明,脉冲星经历了异常大的毛刺恢复,与Q=8.7+/- 2.5的恢复分数,导致脉冲频率的净减少。这种毛刺恢复以前从未在旋转动力脉冲星中观察到,然而,最近在磁星AXP 4U~0142+61中报道了类似但较小的毛刺过度恢复,并且可能发生在SGR 1900+14中。我们还报告了一个很大的增加,在源的定时噪声。我们讨论了PSR J1846-0258中不寻常的计时行为对它作为第一颗被确定为磁活动旋转动力脉冲星的地位的影响。
2010-01-08 astro-ph.HE
Glitch or Anti-Glitch: a Bayesian View
Archibald等人(2013年)观察到的磁星1E 2259+586旋转时突然自旋下降是一个罕见的事件。然而,这一特定事件(称为抗毛刺)之后是另一个事件,Archibald等人(2013)认为这可能是一个传统的毛刺或另一个抗毛刺。虽然没有伴随的辐射活动或脉冲轮廓变化,但从定时数据判断,存在第二个定时事件的决定性证据。我们应用贝叶斯模型选择来定量地确定这些可能性中的哪一个更好地解释了观察到的数据。我们发现,观察到的数据强烈支持存在两个连续的反毛刺与贝叶斯因子,通常称为比值比,大于40。此外,我们表明,第二个反gtlich有一个相关的频率变化$Δν$的$-8.2 \times 10^{-8}$ Hz。我们讨论了这些结果背后可能的物理机制的影响,这种反毛刺。
2014-05-07 astro-ph.HE
A glitch and an anti-glitch in the anomalous X-ray pulsar 1E 1841-045
通过对2006年9月至2011年12月期间约5.2年的RXTE观测资料进行时间分析,研究了异常X射线脉冲星(AXP)1 E 1841-045的长期自旋性质.我们发现了两个彼此相隔不到1年的特殊时序异常:MJD 54303附近的Delta(nu)/nu约为4.8 x 10^{-6}的毛刺;以及MJD 54656附近的Delta(nu)/nu约为-5.8 x 10^{-7}的反毛刺。我们发现的小故障是RXTE监测13年来在该源中发现的第四个小故障,与最后两个检测到的小故障相似。然而,来自1 E 1841-045的抗毛刺是第一个被识别的。抗毛刺的幅度与最近在AXP 1 E 2259+586中观察到的幅度相当。我们发现,无论是毛刺或抗毛刺的脉冲X射线输出的源没有显着的变化。我们讨论了我们的研究结果有关的标准脉冲星故障机制的故障,和合理的磁层场景的反故障。
2014-11-19 astro-ph.HE
Constraining mechanism associated with fast radio burst and glitch from SGR J1935
银河系SGR J1935+2154的快速射电暴(FRB)200428的发现,使得测量伴随FRB的自转变化和测试几个可能同时与毛刺相关的FRB模型成为可能。受这一想法的启发,我们提出了数量级计算的情况下提出。FRB模型,如全球星震,地壳断裂和碰撞之间的恒星和小行星/彗星进行了讨论。对于每种机制,最大毛刺大小受到X射线爆发和/或SGR J1935+2154类无线电爆发速率期间各向同性能量释放的约束。简要计算表明,不同机制的最大毛刺大小按数量级不同。如果在未来的银河系磁星中检测到与FRB一致的毛刺,毛刺行为(如毛刺大小,上升时间尺度,恢复系数和自旋下降速率偏移)有望作为区分毛刺机制的标准,进而约束FRB模型。
2021-07-29 astro-ph.HE
Collision-Induced Glitch/Anti-Glitches
我们认为,一个小的固体与脉冲星的碰撞可能会导致一个可观察到的毛刺/反毛刺。毛刺幅度取决于小物体的质量和碰撞参量。在碰撞中,相当数量的势能将以短的硬X射线爆发或相对持久的软X射线余辉的形式释放。毛刺幅度和X射线能量学之间的联系可以帮助诊断这些时序异常的性质。
2015-06-16 astro-ph.HE
The unusual glitch recoveries of the high magnetic field pulsar J1119$-$6127
高磁场中子星提供了磁星和射电星之间的联系,是研究爆发/磁层活动和制动扭矩变化如何与旋转故障联系起来的理想目标。2007年,高度磁化的脉冲星J1119 $-$ 6127的最后一次自旋故障是旋转供电的无线电脉冲星中第一次伴随辐射变化的故障。此外,随后是一个不常见的毛刺松弛,导致一个较小的自旋下降率相对于预测的前毛刺定时模型。在这里,我们提出了4年的新的无线电定时观测,并分析了16年的定时数据,这个源。新的数据揭示了自旋下降速率的持续演变,从而使我们能够排除外部或内部扭矩的永久变化作为故障恢复的特殊特征的独立原因。此外,没有额外的变化的无线电脉冲轮廓被检测到,加强了先前观察到的瞬态发射功能与毛刺活动的关联。制动指数的自洽测量产生值$n\simeq2.7$,指示在朝向磁星倾斜的$P-\dot{P}$平面中的轨迹。在2007年故障发生时,$n$中的$\sim15\%$可能会永久减少,从而加强这种潜在的进化联系。
2014-12-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Pulsar anti-glitches: starquakes driven by magnetism?
School of Physics, Peking University(北京大学物理学院);School of Earth and Space Sciences, Peking University(北京大学地球与空间科学学院);School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);School of Physics and Materials Science, Guangzhou University(广州大学物理与材料科学学院)
研究磁星中反自转突变现象,假设磁应力引发弹性变形触发断层滑动产生星震,可增减转动惯量形成自转突变或反自转突变,经量级计算给出磁场与幅度关系,与观测相符,期待更多发现和模型检验该假设。
2026-07-15 astro-ph.HE
Discovery of the first anti-glitch event in the rotation-powered pulsar PSR B0540-69
利用NICER数据首次在自转供能脉冲星PSR B0540-69中发现反毛刺事件,其自旋频率永久下降且无脉冲轮廓变化或爆发活动,作者提出该事件可能源于超流组分部分蒸发导致的内部转动惯量重新分配。
2024-05-02 astro-ph.HE
Anti-glitches in the Ultraluminous Accreting Pulsar NGC 300 ULX-1 Observed with NICER
我们提出的证据,三个自旋下降故障(或“反故障”)的超铝吸积X射线脉冲星NGC 300 ULX-1的定时观测与中子星内部成分探测器(NICER)。我们的时序分析揭示了三个突然自旋下降事件的幅度$Δν= -23, -30,$和$-43 \,μ$ Hz(分数幅度$Δν/ν= -4.4, -5.5,$和$-7.7 \times 10^{-4}$)。我们通过前两个毛刺确定了完全相位相干的定时解决方案,这使我们对它们的检测具有很高的信心,而第三个候选毛刺则不太安全。它们的大小(符号相反)比任何已知的射电脉冲星故障都要大。这可能是由于脉冲星长时间的快速自旋,导致恒星的超流和非超流成分之间的角动量突然转移。我们没有发现任何证据的轮廓或光谱变化的时代的毛刺,支持的结论是,这些是由于相同的过程中正常脉冲星毛刺,但在相反的。
2019-05-28 astro-ph.HE
Interpreting the AXP 1E 2259+586 antiglitch as a change in internal magnetization
2012年4月21日在AXP 1 E 2259+586中观察到的突然自旋下降事件(“反毛刺”)可以说是由其内部环形磁场分量的衰减引起的,这将稳定的长扁形配置变成不稳定的配置。我们完善了以前的模型,这一过程的建模恒星的磁场自洽作为一个“扭曲环面”配置在非正压平衡(这使我们能够探索更大范围的平衡配置)。它示出,如果恒星的磁场是纯偶极的,在所需的环向场强度的变化,以产生一个反毛刺的观察到的大小可以比以前计算的~ 10倍。如果恒星具有四极磁场分量,那么除了环向分量的衰减之外,还可以通过四极分量的衰减产生类似量级的抗毛刺。我们表明,如果四极分量衰减,最小的初始环向场强度和环向场强度的变化需要产生所观察到的反毛刺是低于在纯偶极扭曲环面。此外,我们预测的最大反毛刺大小,假设它们是由椭圆率的变化,在四个毛刺磁星和讨论伴随的X射线爆发的能量学的影响。
2015-08-18 astro-ph.HE
Estimating magnetar radii with an empirical meta-model
在中子星中,例如在磁星中,强磁场的存在可能显著地影响它们的壳核转变性质和壳的大小。这一知识对于正确解释涉及磁星的天体物理现象至关重要,例如观测到的旋转频率、冷却、爆发和可能的潮汐极化率中的故障。最近开发的元建模技术允许探索密度泛函理论状态方程计算的模型依赖性。在这项工作中,我们扩展了这个元模型来研究强磁场对中子星物质的旋节线不稳定性和相关的壳核性质的影响。对中子星结构进行了Tolman-Oppenheimer-Volkov和完全自洽的数值计算,结果在强磁场下有定量的不同。
2018-12-14 astro-ph.HE nucl-th
Antiglitch Inconsistent With Magnetar Model of AXP
本文指出AXP 1E 2259+586的反自转突减与磁星模型不符,提出其可由逆行物质吸积或螺旋桨作用解释,并认为AXP/SGR现象兼具吸积与磁能耗散双重起源。
2024-05-05 astro-ph.HE
The anti-glitching gamma-ray pulsar PSR J1522-5735
本工作利用超过15年的Fermi-LAT数据在PSR J1522-5735中发现了8次故障事件(含6次反故障),且这些事件辐射宁静,表明内部机制可能导致自转减慢故障现象。
2025-06-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Searching for continuous gravitational waves from slowly spinning neutron stars with DECIGO, Big Bang Observer, Einstein Telescope and Cosmic Explorer
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理研究所(爱因斯坦研究所));Leibniz Universität Hannover(汉诺威莱布尼茨大学)
该研究针对慢转强磁化中子星与周期突变脉冲星,评估下一代地面及空间引力波探测器在20Hz以下的连续波探测潜力,通过灵敏度估算验证了相关源的可探测性与科学价值。
2025-05-09 astro-ph.HE gr-qc
Short-period pulsar oscillations following a glitch
在一个小故障之后,中子星外核的地壳和磁化等离子体被认为在几秒钟内通过类似于经典埃克曼泵送的过程迅速建立了共同旋转的状态。然而,在理想磁流体力学中,共转的最终状态与系统的能量守恒不一致。我们证明,在完成后的Ekman的旋转,磁惯性波继续传播整个恒星,激发地壳和等离子体的扭转振荡。地壳振荡是不规则的准周期性振荡,主频为秒级。地壳振荡在经过一个阿尔文穿越时间后开始,在磁极处大约半分钟,随后在大约一个小时内被电子粘性阻尼。在快速旋转的恒星中,核心的磁惯性谱接近连续谱,而地壳的振荡被共振吸收所阻尼,类似于磁星中的准周期振荡。预测的振荡不太可能在现有射电望远镜的定时数据中观察到,但可能在下一代望远镜阵列中可见。
2014-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
The anti-aligned spin of GW191109: glitch mitigation and its implications
本研究针对引力波事件GW191109数据中的LIGO探测器毛刺干扰,采用两种毛刺模型联合推断参数,发现慢散射光模型下反对齐自旋结论稳健,但通用模型下存在双峰解,仅靠数据无法确定其自旋特征与动力学起源。
2025-01-17 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Discovery of the anti-glitch in PSR J1835$-$1106
基于南山和Parkes射电望远镜长达22年的观测,本文报告了脉冲星PSR J1835$-$1106中的反自转突变现象,发现超流体突变模型不适用,而星风制动机制能更好解释该现象。
2025-08-31 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
A Long-term study of three rotating radio transients
我们提出了迄今为止最长期的定时研究的三个旋转无线电瞬变(RRAT)- J1819-1458,J1840-1419和J1913+1330 -在过去的十年中使用洛弗尔,帕克斯和绿银行望远镜进行。我们研究了这些RRAT的脉冲发射率的长期和短期变化,并报告了PSR J1819-1458和J1913+1330的脉冲检测率随时间推移长期增加的边际指标。对于PSR J1913+1330,我们还观察到在各个时期观察到的脉冲检测率的两个数量级的变化,这可能会限制解释RRAT脉冲起源的模型。PSR J1913+1330也观察到表现出弱的持续发射模式。我们调查后毛刺时序特性的J1819-1458(唯一的RRAT毛刺观察),并讨论可能的毛刺模型的影响。其频率导数的毛刺后过度恢复是类似于磁铁的,并且仅在两个其他磁铁中观察到类似的行为,这两个磁铁都具有相对较高的磁场强度。在过度恢复之后,我们还观察到,前毛刺频率导数的一部分逐渐恢复。
2018-04-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
On torque reversal during delayed spin up glitch of SGR 1935+2154
Ge等人报告了最近从SGR 1935观测到的一个特殊的大故障~ \citep{2022arXiv221103246G}。有趣的是,该故障发生在FRB 200428之前的大约$3.1\pm 2.5~\rm{days}$,伴随着时间尺度为$8\pm 1~\rm{days}$的延迟旋转(DSU)过程。%这个DSU是第一个从磁星中检测到的,毫无疑问,以前,DSU只从年轻的蟹状星云脉冲星的大故障中检测到。引人注目的是,这种DSU甚至导致扭矩反转,即,在$8\pm 1~\rm{days}$中,SGR 1935的自旋向下态转变为自旋向上态,这是我们所知的第一个从孤立的中子星中观察到的情况。此外,平均正力矩的大小和量级与由蟹状星云脉冲星观测到的DSU推算的结果一致。蟹状星云脉冲星和SGR 1935中DSU出现的一致性和一致的正扭矩表明,这些DSU具有相同的物理起源,应同时进行分析。对蟹状星云脉冲星和SGR 1935的DSU的联合分析表明,DSU的物理起源独立于(至少不直接依赖于)旋转参数。如果进一步证实这种新的DSU和转矩反转现象,并令人信服地排除吸积,那么几乎所有在涡旋运动框架下的DSU模型都应该重新考虑,需要新的物理学。我们强调,对不同转动参数恒星DSU的联合分析,将为揭示DSU的物理起源,乃至最终揭示中子星状态方程和(银河系)快速射电暴的触发机制提供关键线索。
2022-11-15 astro-ph.HE hep-ph
Spin-down Measurement of PSR J1852+0040 in Kesteven 79: Central Compact Objects as Anti-Magnetars
使用XMM-牛顿和钱德拉,我们实现了105毫秒的X射线脉冲星PSR J1852+0040的相位连接的时间,提供了第一次测量的自旋下降率的一类成员的中心紧凑对象(CCOs)在超新星遗迹。我们测量了P-dot = 8.68(9)E-18,没有发现时间噪声或X射线通量在4.8年内变化的证据。在偶极自旋下降理论中,这意味着表面磁场强度B_s = 3.1E 10 G,这是迄今为止对年轻中子星测量到的最小磁场强度,与化石磁场相一致。结合其他CCO类星体的B_s上限,这是支持“反磁星”解释其低光度、缺乏磁层活动或同步加速器星云的有力证据。虽然这个偶极场很小,但它可以阻止足够的后备物质的吸积,因此观测到的X射线光度L_x = 5.3E33(d/7.1 kpc)^2 erg/s必须是残余冷却。PSR J1852+0040的下旋光度E-dot = 3.0E32erg/s,比L_x小一个数量级。拟合两个黑体的X射线谱发现,kT_1 = 0.30keV和kT_2 = 0.52keV的组分的发射半径分别为R_1 = 1.9km和R_2 = 0.45km。这种小而热的区域在CCO中普遍存在,并且在反磁星图片的背景下尚未被理解,因为各向异性的表面温度通常归因于强磁场的影响。
2009-12-06 astro-ph.HE
Origin of magnetar-scale crustal field in PSR J1852+0040 and "frozen" magnetars
讨论了Kes 79超新星遗迹中的一颗中子星PSR J1852+0040--中心致密天体(CCO)中强地壳磁场的起源。考虑到其相对较长的现代自旋周期,我们得出结论,该领域不能通过发电机机制产生。如果这颗中子星确实是一颗磁星,其磁场在一次强回落事件中被淹没,那么它就反对磁星中的发电机场起源。除此之外,Kes 79不是正常磁星的近亲。发现一颗具有毫秒周期和强地壳场的反磁星,例如,由于大脉冲分数,将是发电机场起源的证据。这种源的存在与目前中子星统一的标准图象是一致的。然而,具有淹没场的磁星的比例可能很小--占CCO总数的百分之几。
2013-07-11 astro-ph.HE
CHIME/FRB/Pulsar discovery of a nearby long period radio transient with a timing glitch
本文使用 CHIME 望远镜发现周期 421 秒的邻近长周期射电暂现源 CHIME J0630+25,证实其为具有星历突变和磁星级磁场的孤立中子星,且距离仅约 170 pc。
2025-08-07 astro-ph.HE
A NICER View on the 2020 Magnetar-Like Outburst of PSR J1846-0258
本研究利用 NICER 观测了 PSR J1846-0258 在 2020 年的类磁星爆发,发现爆发伴随大型自转突变和脉冲通量剧增,且通量增加源于新增并逐渐消退的黑体成分,结合 NuSTAR 数据在脉冲星和磁星模型下探讨了爆发机制。
2023-06-01 astro-ph.HE
Could AX J1841.0$-$0536 Be an Anti-Magnetar?
最近的观测表明,超巨星快速X射线瞬变(SFXTs)的大部分寿命都在中间亮度$\sim 10^{33}-10^{34}$ ergs $^{-1}$,并且,当光谱采用黑体模型时,所得到的发射区半径总是只有几百米,这支持了在中间状态SFXTs从伴星吸积物质的想法。从这些观测现象中,我们得出可能的约束磁场强度的中子星在四个SFXTs与已知的自旋周期。虽然IGR J11215 $-$ 5952、IGR J16465 $-$ 4507和IGR J18483 $-$ 0311可能具有与普通X射线机类似的磁场(高达几个$10^{11}-10^{12}$ G),但AX J1841.0 $-$ 0536的磁场相当低($\la 10^{10}$ G)。SFXTs中的高质量伴星意味着中子星是相对年轻的天体,年龄小于$\sim 10^7$ yr。自旋演化的分析表明,像AX J1841.0 $-$ 0536这样的中子星应该具有相对较长的自旋周期($\la 1$ s)。考虑到这4个SFXT中只有AX J1841.0 $-$ 0536是“合适的”SFXT,其他3个要么是“中间的”SFXT,要么具有特殊的特征,我们认为某些SFXT中的中子星可能具有类似于超新星遗迹中几个年轻的中心致密天体(称为“反磁星”)的特征。这些特征,再加上来自星云风的吸积,可能使它们有别于标准的超巨星X射线双星--低磁场和相对较长的自旋周期保…
2011-08-01 astro-ph.HE
Central compact objects, superslow X-ray pulsars, gamma-ray bursts: do they have anything to do with magnetars?
磁星和许多与磁星有关的天体被一起总结和讨论。分析表明,在“磁星”的使用中存在着语言的滥用。异常X射线源和软伽马射线中继源是众所周知的磁星候选者。目前所谓的反磁星(用于中心致密物体)、吸积磁星(用于高质量X射线双星中的超慢X射线脉冲星)和毫秒磁星(用于某些伽马射线暴的中心发动机),它们可能不是真正的磁星目前的理解。它们的观测行为不是由磁能引起的。它们中的许多只是具有强表面偶极场的中子星。中子星加上强偶极场就不是磁星。某些伽马射线暴中心引擎的中子星的特征参数不同于银河系中的中子星。讨论了吸积系统中可能的磁活动特征,包括重复爆发和硬X射线尾。中国未来的硬X射线调制望远镜可能有助于发现吸积中子星系统中的一些磁活动。
2014-06-25 astro-ph.HE
Timing and Spectral Evolution of the Magnetar 1E 1841-045 in Outburst
本研究分析磁星1E 1841-045爆发后的多波段观测,发现新非热成分致通量增强1.6倍,探测到自转加快引力波,并首次观察到脉冲峰迁移,表明该现象在磁星中可能普遍存在。
2025-02-27 astro-ph.HE
Modelling pulsar glitches: the hydrodynamics of superfluid vortex avalanches in neutron stars
中子星内部的量子化涡旋动力学是大多数脉冲星故障模型的核心。然而,大量的旋涡(多达$\approx 10^{13}$)参与了一个小故障和巨大的差距尺度之间的飞秒尺度的涡核和公里尺度的恒星,使量子动力学模拟的问题计算上棘手。在本文中,我们采取的第一步发展的平均场处方,包括在大尺度流体动力学模拟的超流中子星的涡旋动力学。我们认为一个一维的设置和显示,涡旋积累和差分旋转中子超流导致传播波,或“雪崩”,作为解决方案的运动方程的超流速度。我们引入了一个额外的变量,自由涡的分数,并测试不同的处方,其平流与超流流。我们发现,新的条款导致的解决方案与一个线性组件的毛刺的上升,并且,在特定的设置,他们可以引起毛刺的前兆,甚至降低频率,或“反毛刺”。
2018-06-25 astro-ph.HE gr-qc
The Spin-down of PSR J0821-4300 and PSR J1210-5226: Confirmation of Central Compact Objects as Anti-Magnetars
使用XMM-牛顿和钱德拉,我们测量的第二个和第三个已知的超新星遗迹中的中央致密天体(CCO)类的中子星的周期导数,证明这些年轻的中子星有非常弱的偶极磁场分量。对于船尾座A中的112 ms PSR J 0821 -4300,Pdot =(9.28 +/- 0.36)E-18。它的自行,mu = 61 +/- 9 mas/yr,也用钱德拉测量。这通过Shklovskii效应为周期导数贡献了一个运动学项,从Pdot中减去该运动学项,得到偶极子Bs = 2.9E10 G,该值与Kes 79中首次测量的CCO PSR J1852+0040的值相似,其Bs = 3.1E10 G。从X射线光谱和脉冲轮廓推导出具有不同温度和面积的对映表面热点。奇怪的是,这种不均匀的表面温度似乎需要强大的地壳磁场,可能是环形或四极分量比外部偶极子强得多。一个光谱特征,包括在约0.75 keV的发射线或在约0.46 keV的吸收,调制强度与旋转。这可能是由于表面上的磁场中的回旋过程,该磁场略强于从自旋下降推导出的偶极子。我们还重新对424 ms PSR J12010-5226进行了计时,解决了之前关于其自旋下降速率的模糊性。Pdot =(2.22 +/- 0.02)E-17,对应Bs = 9.8E 10 G。这是兼容的回旋共振解释其突出的吸收线在0.7千电子伏和谐波。这些结果加深了CCO起源和进化的神秘性:为什么它们…
2013-01-12 astro-ph.HE
Fast Radio Bursts from Magnetars Born in Binary Neutron Star Mergers and Accretion Induced Collapse
新近诞生的磁星是推动快速射电暴(FRB)的最有希望的候选者。到目前为止,焦点一直放在罕见的核心坍缩爆炸中产生的毫秒磁星上,其动机是重复的FRB 121102的恒星形成矮宿主星系,它与超亮超新星(SLSNe)和长伽马射线暴(LGRB)的宿主非常相似。然而,长寿磁星也可能在双中子星(BNS)合并中产生,在一小部分情况下,残留物的总质量足够低,以避免坍缩成黑洞,或者在白矮星的吸积诱导坍缩(AIC)中。一个BNS FRB通道的特点是不同的主机星系和空间偏移分布比SLSNe/LGRB通道,我们预计一个类似的主机人口,虽然可能不同的AIC事件的偏移分布。我们发现,无论是BNS和AIC通道是一致的,最近报道的FRB 180924,本地化ASKAP到一个巨大的静止的宿主星系的偏移量约1.4有效半径。使用校准到FRB 121102的模型,我们对BNS合并或AIC中出生的磁星FRB源的色散测量,旋转测量和持续无线电发射进行了预测,并显示这些与FRB 180924的合理参数上限一致。根据AIC的速率,以及BNS合并留下长寿命稳定磁星的比例,与较老的恒星星族相关的重复FRB源的出生率可以与核心坍缩通道的出生率相媲美。我们还讨论了电势差在这些通道的重复性能,作为一个结果的差异,在特征质量和磁场的磁星。
2019-06-28 astro-ph.HE
ASTRO-H White Paper - Accreting Pulsars, Magnetars, and Related Sources
作为大质量恒星演化的终点,中子星是一种神秘的天体,其特征是极其密集和奇异的核物质、含有正电子(反物质)的磁层、快速旋转和超强磁场。这种极端的环境提供了一个可访问的天体物理实验室,以在地球上无法达到的条件下研究物理学,并解决与以下有关的一系列基本问题:恒星演化的后果和大质量恒星的强烈爆炸,宇宙中一些最奇特和最有磁性的恒星的状态方程和物理学,我们银河系及其他地区最强大的粒子加速器的运作,以及尚未被探测到的引力波的来源。最近的观测揭示了各种各样的中子星,包括被称为“磁星”的超强磁化中子星,以及不寻常类型的吸积X射线中子星。在这份白皮书中,我们强调了即将到来的X射线任务ASTRO-H在研究这些高度磁化的中子星方面的前景。
2014-12-03 astro-ph.HE
A radio pulsar phase from SGR J1935+2154 provides clues to the magnetar FRB mechanism
报告 SGR J1935+2154 出现射电脉冲星相位,发现脉冲与暴的相位差异,揭示磁星产生 FRB 的机制。
2023-07-30 astro-ph.HE
Collision between Neutron Stars and Asteroids as a Mechanism for Fast Radio Bursts
快速射电暴是在$\sim 1.4$ GHz频段探测到的一种新的射电瞬变源,具有持续时间短、强度高的特点。虽然到目前为止只检测到十个事件,但快速射电暴实际上可能以$\sim 10^{3}$- $10^4~\rm{sky}^{-1}~\rm{day}^{-1}$的速率频繁发生。我们认为,中子星与小行星碰撞可以产生快速射电暴。这个模型可以很自然地解释快速射电暴的毫秒级持续时间。能量学和事件率也可以安全地解释。因此,快速射电暴可能是中子星多面性的一面--小天体碰撞事件,这在以前被认为会导致X射线/伽马射线暴或故障/反故障。
2015-12-21 astro-ph.HE
Exploring the neutron star zoo: An observational review
本文从观测角度综述了孤立中子星的主要类别,包括磁星、中心致密天体、旋转供能脉冲星和X射线暗弱孤立中子星,并指出部分天体源兼具不同类别特征,模糊了传统分类界限。
2024-05-03 astro-ph.HE
Neutron stars: Observational diversity and evolution
自从蟹状星云和船帆座星云在各自的超新星遗迹中被发现以来,我们对中子星如何在观测上表现出来的理解,已经被电磁波谱上的大量发现和专门研究所戏剧性地塑造,特别是在高能波段。越来越多的中子星包括高度磁化的中子星(磁星)和发出X射线的中央致密天体,它们大多没有脉冲星风星云。然而,这两个高能天体子类的特点似乎是表面磁场极高或极低(因此分别称为“磁星”和“反磁星”),而且脉冲星特征年龄往往与相关信噪比年龄相差很大。此外,有些中子星表现出“精神分裂症”,因为它们偶尔会表现出似乎是一个以上定义的子类所共有的性质。我从观测的角度回顾了中子星日益增长的多样性,然后强调了最近和正在进行的理论和观测工作,试图解决这种多样性,特别是在光的磁场演化,能量损失机制,和超新星祖先的研究。
2017-12-17 astro-ph.HE
Isolated Neutron Stars
本文以观测为导向综述了孤立中子星的分类,涵盖从旋转供能脉冲星到磁星等各类性质,并指出跨类源指向大统一。
2023-11-14 astro-ph.HE
Gravitational waves from small spin-up and spin-down events of neutron stars
最近有报道称,存在一个“毛刺候选者”和“抗毛刺候选者”群体,它们实际上是中子星的小自旋上升和自旋下降,其幅度小于在典型毛刺中看到的幅度。这些小事件的物理起源还不清楚。在本文中,我们概述了一个模型,可以解释自旋的变化,至关重要的是,是独立的引力波观测测试。简而言之,该模型假定小的自旋向上/自旋向下事件是由非轴对称$f$模式的激发和衰变引起的,这些模式以类似于引力波的爆发方式辐射角动量。该模型将自旋频率的变化作为输入,输出初始模式振幅和引力波探测器可获得的信噪比。我们发现,一旦第三代引力波探测器(如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器)开始获取数据,这里提出的模型将变得可证伪。
2022-11-21 astro-ph.HE gr-qc
Neutron star phase transition as the origin for the fast radio bursts and soft gamma-ray repeaters of SGR J1935+2154
本文提出中子星内部强子壳层向夸克壳层的相变可为 SGR J1935+2154 的重复快速射电暴和软伽马射线重复暴供能,并通过 TOV 方程计算验证其能量、时间间隔和周期突变与观测一致。
2025-09-21 astro-ph.HE hep-th
Updates of the nuclear equation of state for core-collapse supernovae and neutron Stars: effects of 3-body forces, QCD, and magnetic fields
本文综述了核物质状态方程在超新星和中子星模拟中的几个新进展。我们讨论了一个更新和改进的Notre-Dame-Livermore状态方程(NDL EoS)用于超新星模拟。这个EOS包含了许多更新。其中包括在高密度下的三体核力效应和在密度下可能过渡到QCD手征色相和/或超导色相。我们还考虑了中子星状态方程和强磁场中的中微子输运。研究了强磁场作用下中子星(含超子和不含超子)的一个新的量子强子动力学(QHD)状态方程。参数由推导的质量和半径约束。计算得到的磁化中子星的绝热指数随密度变化迅速。这可能为磁星的星震和耀斑提供了一种机制。我们还研究了强磁场对中子星转动惯量和自旋降速的影响。与发射的磁耀斑相关的转动惯量的变化与在某些磁星中观察到的故障相匹配。我们还讨论了在强磁场存在下,中微子在热而致密的超声波中子星物质中的散射和吸收的微扰计算。吸收截面显示出显著的角度依赖性,中微子吸收强度在平行于磁场的方向上减小,在相反的方向上增强。与这种不对称性相关的脉冲星反冲速度与观测到的脉冲星速度相当,并可能影响具有环向场配置的原中子星磁星的早期自旋下降速率。
2013-03-01 astro-ph.HE nucl-th
Collapsing supra-massive magnetars: FRBs, the repeating FRB121102 and GRBs
快速射电暴(FRB)持续$\sim $几毫秒,因此,很可能是由超大质量旋转中子星失去离心力支撑后的引力坍缩引起的(Falcke \& Rezzolla 2014)。在本文中,我们提供的参数表明,重复爆发,FRB 121102,也可以在崩溃框架中建模提供超大质量的对象内爆成克尔黑洞包围的高磁化等离子体或成一个奇怪的夸克星。由于FRB和SN Ib/c的估计率是可比的,我们提出了一个共同的祖先的FRB和长GRB的情况下,只有那些紧凑的残留物需要即时的$γ$ -排放,其反冲速度几乎对齐或反对齐的恒星自旋轴。在这样的情况下,可探测到的引力辐射和可能的中微子的发射预计将发生在SN Ib/c爆炸期间,以及后来的磁星内爆时。
2017-10-02 astro-ph.HE gr-qc