The confrontation of the shock-powered synchrotron maser model with the Galactic FRB 200428
FRB 200428与银河系磁星SGR 1935+2154的X射线爆发(XRB)的关联为负责快速射电暴(FRB)现象的物理过程提供了重要的意义。在假设XRB辐射产生于磁层的基础上,研究了FRB辐射产生于激波驱动的同步脉塞(SM)的可能性,并给出了大量自由参数的唯象描述。模型参数的观测约束条件表明,只要磁星活动喷出的物质具有合适的成分和结构,且激波过程发生在视线上,该模型原则上与FRB 200428观测结果一致。具体地说,一个完整的爆发喷出物应该包括一个超相对论性和高度准直的$e^{\pm}$成分和一个亚相对论性和广泛传播的重子成分。产生FRB辐射的内部冲击来自于$e^{\pm}$喷出物与先前重子喷出物的残余物在同一方向上的碰撞。参数约束仍然依赖于SM发射的不确定的光谱和效率。虽然光谱是暂时描述的光谱指数$-2$,我们估计发射效率约为$10^{-4}$的要求,同步辐射的冲击材料不能比磁层XRB发射更亮。
2020-10-23 astro-ph.HE
Understanding FRB 200428 in the synchrotron maser shock model: consistency and possible challenge
最近,与SGR 1935+2154的X射线爆发(XRB)相关的银河系FRB 200428的发现在FRB和磁星活动之间建立了一座桥梁。在本文中,我们假设XRB发生在磁星磁层。我们发现,FRB 200428和相关的XRB的观测特性是一致的同步脉泽发射在超相对论磁化冲击的预测,包括辐射效率,类似的能量发生频率分布,同时到达时间。它要求上游介质是由先前的耀斑喷射出的温和的相对论性重子壳层。射电爆发的耀斑能量注入将产生磁星风星云,它已被用来解释与FRB 121102相关的持久射电源。我们发现,SGR 1935+2154周围的无线电连续可以很好地理解磁星风星云模型,通过假设相同的能量注入率$\dot{E} \propto t^{-1.37}$ FRB 121102。根据GBT和FAST对FRB 121102的观测结果,估算了所需的重子质量。假设相同的辐射效率$η\sim 10^{-5}$,从中心磁星喷射出的重子总质量约为0.005太阳质量。这个值比磁星外壳的典型质量大得多,但与磁星外壳的总质量相当。
2020-08-13 astro-ph.HE
The synchrotron maser emission from relativistic magnetized shocks: Dependence on the pre-shock temperature
同步脉泽不稳定性在相对论磁化冲击中产生的电磁前兆波最近被用来解释快速射电暴的相干射电辐射。通过二维粒子模拟,我们研究了相对论正负电子垂直激波中的前驱波的性质,它是激波前磁化强度$σ\gtrsim 1$的函数(即,入射坡印廷通量与粒子能通量的比率)和热扩散$Δγ\equiv kT/mc^2=10^{-5}-10^{-1}$。我们测量的分数$f_ξ$的总传入能量转换成前驱波,计算后冲击帧。在固定的磁化强度下,我们发现$f_ξ$几乎与温度无关,只要$Δγ\lesssim 10^{-1.5}$(从$Δγ=10^{-5}$到$Δγ=10^{-1.5}$只有适度的三分之一的减少),但对于$Δγ\gtrsim 10^{-1}$,它下降了近两个数量级。在固定温度下,磁化$f_ξ\sim 10^{-3}\,σ^{-1}$的标度与我们早期的一维结果是一致的。对于我们的参考$σ=1$,前驱波的功率谱在低温下相对较宽(分数宽度$\sim 1-3$),而对于$10^{-3} \lesssim Δγ\lesssim 10^{-1.5} $,它显示出分数宽度$\sim 0.2$的明显线状特征。对于$σ\gtrsim 1$,根据需要,前驱波在与激波法线(在激波后帧中测量)成$\simeq σ^{-1/2}$角的范围内发射,以便它们能够超过激波。我们的研究结果可以提供物理接地输入FRB发射模型的基础上脉泽发射相对论…
2020-06-04 astro-ph.HE
Repeating fast radio bursts from synchrotron maser radiation in localized plasma blobs: Application to FRB 20121102A
本文提出相对论性弱磁化等离子体局域团块中的同步脉泽模型,解释重复 FRB 的窄带谱,并成功再现 FRB 20121102A 的峰值频率与能量分布。
2025-02-16 astro-ph.HE
FRB 20200428 and potentially associated hard X-ray bursts: Maser emission and synchrotron radiation of electrons in a weakly magnetized plasma?
本文提出用弱磁化相对论等离子体团块中的同步脉泽辐射和电子同步辐射统一解释 FRB 20200428 与 SGR 1935+2154 硬 X 射线暴的关联,并通过蒙特卡罗模拟约束团块参数、复现观测谱。
2025-08-26 astro-ph.HE
Novel Methods for Simulating Astrophysical Plasmas and the Coherent Emission in Fast Radio Bursts
本文通过一维相对论电磁激波的 PIC 模拟验证同步脉泽相干辐射机制,并提出新的解析粒子推进器以支持更大时间步长的极端磁场等离子体建模。
2025-03-13 astro-ph.HE
Maser and other instabilities in a weakly magnetized relativistic plasma: Theory and the astrophysical relevance of the maser
给出了具有各向同性粒子分布函数的弱磁化相对论等离子体中脉泽不稳定性的一个充分条件。从磁化等离子体的精确介电常数张量出发,计算了脉泽的生长速率和极化。对于非常弱的磁场,我们的结果证实了近似有效性的“标准脉泽理论”,这是基于爱因斯坦系数的方法,有一个显着的例外。对于倾斜传播和现实(小但有限)的领域,两个(近圆)极化的增长率显着不同,而标准理论预测两个(近圆)极化具有相似的增长率。我们表明,这种偏差是由于圆偏振同步辐射,这是忽略了标准理论。脉泽的增长速度比朗缪尔波慢。然而,在(高度简化的)直接数值模拟中可以看到EM波的显著产生。我们研究了脉泽不稳定性的非线性饱和,发现它提供了一个机制,等离子体能量的显着部分转换为无线电波。我们简要地讨论了条件下,微波激射不稳定性可能在天体物理源,并提供粗略的估计,可作为指导时,研究特定的天体物理源/现象。
2019-01-07 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Spectral and Polarization Properties of Coherent Radio Emission from Relativistic Magnetized Pair Plasma Shocks
University of Helsinki(赫尔辛基大学);University of Nevada, Las Vegas(内华达大学拉斯维加斯分校);Columbia University(哥伦比亚大学);Flatiron Institute(平顿研究所)
本研究通过三维粒子模拟揭示相对论磁化激波同步加速器脉泽辐射的光谱带宽与高线偏振特性,为区分非重复快速射电暴的辐射机制提供可检验特征。
2026-09-28 astro-ph.HE
Radiative cooling induced coherent maser emission in relativistic plasmas
本文通过从头算高分辨率动理学模拟,首次揭示强磁化介质中经历同步辐射冷却的相对论性等离子体可经由电子回旋脉泽不稳定性自发产生相干线偏振辐射,且辐射损失延长了相干放大持续时间,为脉冲星发射和快速射电暴等天文现象提供了新解释。
2024-09-27 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Electron Cyclotron Maser Emission as the Driving Mechanism in Long-Period Radio Transients
Mathematical Sciences Institute, The Australian National University(澳大利亚国立大学数学科学学院)
本文提出电子旋磁辐射机制解释长周期无线电暂现源的窄 duty 周期和偏振特性,通过法拉第转换解释高线偏分数,并指出中子星吸积星际介质可提供所需功率。
2026-01-20 astro-ph.HE
The radio/X-ray burst from SGR 1935+2154: radiation mechanisms and the possible QPOs
最近,一个快速射电暴(FRB)的事件被发现与银河系磁星SGR 1935+2154有关,伴随着X射线爆发。我们发现这种射电爆发挑战了磁星的典型发射机制,包括来自带电聚束的相干曲率辐射、快磁声波(FMS)、来自激波的同步脉泽以及低扭曲磁星的类脉冲星机制。更具体地说,我们发现:(1)X射线最有可能在磁层内部产生。(2)对于阿尔芬波衰变产生的相干曲率辐射,由于磁场线的强扭曲和阿尔芬波的内部阻尼,一般预测的持续时间($\lesssim0.1$ ms)小于观测值。(3)FMS波模型预测发射频率非常低,为$ν_{\rm p}\sim0.03$ MHz $\ll$ GHz,除非它是在磁层内部产生的。但磁层FMS波模型的吸收效应还有待研究。(4)同步脉泽模型受到了挑战,因为观测表明,X射线和射电光变曲线的峰值具有相同的时间间隔$Δt_{\rm FRB}=Δt_γ\approx0.03$ s,而它将预测$Δt_{\rm FRB}\llΔt_γ$。(5)似乎很难直接将低扭曲脉冲星机制应用于耀斑磁星,因为磁星活动可以显着变形的磁层。(6)我们提出了研究FRB一般性质的四种可能性,特别是在双峰/多峰FRB中识别周期为$\sim1-10$ ms的准周期振荡的可能性。
2020-08-26 astro-ph.HE
Formation of population inversions in relativistic plasmas through nonresonant interactions with Alfvén waves
通过求解准线性动力学方程,研究相对论性等离子体中阿尔芬波非共振相互作用,发现可形成含1-10%分布能量的粒子数反转,为快速射电暴中同步辐射脉泽的能量来源提供解释。
2023-05-30 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Multiwavelength study of radio galaxy Pictor A: detection of western hotspot in far-UV and possible origin of high energy emissions
对绘架座A的核心和西部热点进行了全面的研究,使用了AstroSat观测,13年的费米和档案斯威夫特观测,以及其他已发表的数据。我们报告的第一次检测的西部热点的绘架座A在远紫外波段使用观测AstroSat-UVIT。宽带SED的西部热点的解释由一个多区发射的情况下,X射线发射是由同步辐射过程中嵌入在扩散区的子结构,而在无线电光学的发射是由同步辐射过程中的扩散区。我们没有注意到IR波段中的任何过量,并且不需要额外的区域(超过2个区域)来解释X射线发射。我们对绘架座A核心和热点的宽波段光谱-时间研究和相关建模表明:(a)伽马射线起源于核喷流,而不是热点;(b)绘架座A核心的X射线发射具有核喷流起源,而不是先前报道的盘起源。
2023-03-08 astro-ph.HE
Emission Mechanisms of Fast Radio Bursts
快速射电暴(FRB)是最近发现的一种神秘的射电单脉冲,主要来自宇宙学距离($\sim 1$ Gpc)。它们的短持续时间($\sim 1$ ms)和大光度证明了相干发射。我回顾了FRB相干发射机制的基本物理。特别讨论了在磁重联过程中,聚束的曲率发射、同步脉塞和变电流的无线电波发射。特别注意磁星耀斑作为最有前途的FRB的来源。非线性效应的概述,可以放置在输出辐射的功率上的界限。
2021-02-28 astro-ph.HE
Neutrino Counterparts of Fast Radio Bursts
一个发光射电暴FRB 200428的发现,与快速射电暴(FRB)的性质相似,与银河磁星SGR 1935+2154的X射线耀斑重合,支持宇宙学FRB的磁星模型。爆发的X射线与无线电注量比,以及X射线光谱形状和峰值能量,与FRB 200428是超相对论冲击(例如,通过喷射的等离子体团)传播到磁化的富含重子的外部介质中;激波同时通过激波后面加热的电子的热同步辐射产生X射线/伽马射线,并通过同步加速器脉泽机制产生相干无线电辐射。在这里,我们指出,这种重子加载的冲击场景的一个独特的后果是产生的高能中微子,产生的光强子相互作用的相对论性离子-加热或加速的冲击-与热同步光子的重合爆发。我们估计了这些中微子爆发FRB对应物的性质,发现耀斑能量的~ 1 e-8- 1 e-5(或射电各向同性能量的~ 1 e-4-0.1)被引导到具有典型能量~ TeV-PeV的中微子的产生中。最后,我们讨论了探测这个信号与冰立方和未来的高能中微子探测器的前景。
2020-08-31 astro-ph.HE
The Feasibility of Magnetic Reconnection Powered Blazar Flares from Synchrotron Self-Compton Emission
在活动星系核的耀变体子类中,在分钟时间尺度上观察到了数量级的变化。这些高能耀斑往往是难以解释的冲击加速模型,由于小尺寸的推断发射区,与最近的粒子在细胞(PIC)模拟显示,磁重联是一个有前途的替代机制。在这里,我们提出了一个宏观的发射模型的物理动机的PIC模拟,粒子加速的能量来自于重联磁场。我们跟踪的径向增长和相对速度的重新连接等离子体团,建模粒子加速和辐射损失同步加速器和同步自康普顿(SSC)的排放。为了测试磁重联作为快速blazar耀斑背后机制的可行性,我们同时将我们的模型拟合到从BL Lacertae的2016 TeV耀斑观察到的光变曲线和SED。我们发现,一般情况下,不考虑外部光子,重新连接等离子体团是无法产生康普顿占主导地位的TeV耀斑,因此不能重现的意见,由于生产过剩的同步辐射。此外,有问题的大等离子体团,相当于整个喷流半径的大小,需要发射足够的SSC伽马射线被观察到。然而,我们的等离子体团模型可以重现快速TeV的耀斑光曲线,表明重连能够产生快速,强大的TeV耀斑在观察到的时间尺度。我们的结论是,虽然重联可以产生正确的时间尺度上的SSC耀斑,TeV排放的主要来源不能SSC和所需的等离子体团的大小可能是令人难以置信的大。
2019-06-11 astro-ph.HE
High-energy synchrotron flares powered by strongly radiative relativistic magnetic reconnection: 2D and 3D PIC simulations
本文通过2D/3D辐射PIC模拟OSIRIS研究相对论性磁重联中的高能同步耀发,揭示磁岛压缩、辐射冷却及QED效应的作用。
2023-03-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Origin of the X-rays and Possible GeV-TeV Emission from the Western Hot Spot Of Pictor A
绘架座A是一个邻近的法那罗夫-莱利II类(FR II)射电星系,有一个明亮的热点,即西部热点。对热斑光辐射的高偏振观测表明,热斑光辐射可能是热斑中相对论电子的同步辐射。这些电子可能能够通过逆康普顿(IC)散射产生高能量伽马射线光子。我们使用单区和多区同步加速器+同步加速器自康普顿(SSC)模型来拟合从射电到热点的X射线波段的观测光谱能量分布(SED)。结果表明,在磁场强度比均分磁场弱得多的情况下,单区模型和多区模型都能拟合SED,但多区模型的拟合效果明显提高。这两个模型预测的热点作为一个GeV-TeV源,这可能是边缘检测费米/LAT和HESS。还考虑了宇宙微波背景(IC/CMB)的逆康普顿散射,但其对GeV-TeV辐射的贡献可以忽略不计。注意,在均分条件下,SED也可以用多区模型拟合,但预测的10^22 Hz通量太弱而无法检测。从这个FR II射电星系的TeV伽马射线的检测,如果得到证实,将建立一个新的子类的河外源在这个能量制度,因为大多数的活动星系核检测到的TeV能量的日期是高能量峰值BL湖对象。
2009-05-30 astro-ph.HE
Implications of a "Fast Radio Burst" from a Galactic Magnetar
一个明亮的射电爆发最近被发现在时间上与银河系磁星SGR 1935+2154的硬X射线耀斑相一致,其时间和频率结构与宇宙学快速射电暴(FRB)一致,其通量在以前检测到的能量最低的河外FRB的$\lesssim 10$的因子内。虽然活动磁星通常被称为FRB源,但已经提出了几种不同的机制来产生无线电发射,这些机制对伴随的高频辐射做出了不同的预测。我们发现,从SGR 1935+2154符合无线电和X射线耀斑的属性,包括其近似的一致性和相对通量$E_{\rm radio}/E_{\rm X} \sim 10^{-5}$,以及X射线发射的持续时间和光谱,是一致的同步脉泽冲击模型的现有预测。X射线不是从内磁层产生的,而是由(非相干)同步辐射产生的,这些辐射来自于在产生相干脉泽发射的相同冲击下加热的热电子。虽然在本地宇宙中类似SGR 1935+2154的爆发率不足以对河外FRB率做出明显的贡献,但包含比银河系更强磁场的更活跃磁星的额外人口可以解释FRB率以及重复分数,然而,只有当活跃磁星的数量以比SGR 1935+2154类磁星低至少两个数量级的速度出生时。这可能意味着更活跃的磁星源不是以类似于银河系人口的方式形成的年轻磁星(例如通过普通超新星),而是通过更奇特的渠道,如超亮超新星,吸积引起的坍缩或中子星合并。
2020-05-17 astro-ph.HE
Synthetic Spectra from PIC Simulations of Relativistic Collisionless Shocks
我们提取合成光子光谱的第一性原理粒子模拟的相对论冲击波在非磁化对等离子体中传播。辐射的两个基本成分,即加速粒子和磁场,作为激波演化的一部分自洽地产生。我们使用Hededal & Nordlund(2005)的方法,通过对大量粒子的远场电场进行傅立叶变换来计算光子谱,这些粒子直接从模拟中采样。我们发现,相对论性无碰撞激波的光谱与韦伯不稳定性产生的磁场中的同步辐射完全一致。只有人为地降低电磁场的强度,使摇摆器参数K = qB λ/mc^2变得比1小得多(“B”和“λ”分别是磁湍流的强度和尺度),我们才能恢复所谓的“抖动”状态。这些发现可能会限制天体物理学中非热辐射的起源,特别是对伽马射线暴的硬(比同步加速器更硬)低频谱的解释。
2009-08-22 astro-ph.HE
Fast radio burst counterparts and their implications for the central engine
快速射电暴的辐射机制尚不清楚,但相干曲率辐射和同步脉塞是很有希望的候选者。发现两种辐射机制都适用于具有$B\gtrsim 10^{12}$ G的中子星(NS)中心发动机,而对于同步脉泽,中心发动机也可以是具有$B\gtrsim 10^{12}$ G的吸积黑洞(BH)和具有$B\sim 10^8-10^9$ G的白矮星(WD).我们研究与这种中心引擎相关的电磁对应物,即,重复FRB的星云和非重复FRB的余辉。在一般情况下,对应物的能谱和通量密度强烈地依赖于它的大小和总的注入能量。我们将计算结果应用于FRB 121102星云,发现持久射电对应物要求注入星云的平均能量速率在$2.7\times10^{39}~{\rm erg/s}$和$1.5\times10^{44}~{\rm erg/s}$之间,在大约$7$ yr时,注入星云的最小能量为$6.0\times10^{47}~{\rm erg}$.结果表明,对于FRB 121102及其星云:(1)WD和吸积BH中心发动机都是不利的;(2)当$1.2\times10^{12}~{\rm G}\lesssim B\lesssim 7.8\times10^{14}~{\rm G}$的初始周期为$P<180$ ms时,旋转动力的NS中心发动机工作,但射电发射必须比典型射电巨脉冲更有效;(3)当其内部磁场为$B\gtrsim 10^{16}$ G时…
2020-03-20 astro-ph.HE
Synchrotron Gamma-Ray Emission Model of the Giant Outburst of Quasar 3C 279 in 2015 June: Fast Reconnection or Stochastic Acceleration with Electromagnetic Cascade?
我们使用随时间变化的数值模拟测试了2015年6月观测到的blazar 3C 279非常明亮的伽马射线耀斑的同步辐射场景。高达100的体洛伦兹因子可以使同步加速器的最大能量超过GeV的能量范围。我们发现两种可能的解决方案的X射线到伽马射线光谱。一种是具有硬幂律指数的瞬发电子注入模型,正如磁重联模型所建议的那样。由于次级电子-正电子对,太强的磁场会产生太亮的同步加速器X射线通量。即使在瞬发电子注入模型中,坡印廷通量光度也至多与伽马射线或电子光度相当。另一个模型是随机加速模型,它导致了一个非常独特的图片伴随着电磁级联和再加速的次级电子-正电子对。在这个模型中,与伽马射线和电子相比,磁场的能量预算非常低。
2020-01-29 astro-ph.HE
A model for fast extragalactic radio bursts
最近在1 GHz波段发现了毫秒级的脉冲串。有一个强有力的证据表明,它们来自$\sim 1 $ Gpc距离,这意味着非常高的亮度温度。我建议,这些爆发可以归因于同步脉泽发射相对论,磁化冲击。在磁星耀斑开始时,形成了一个强磁化脉冲,它通过相对论性磁星风传播出去,最终到达周围介质中被风膨胀的星云。我表明,所观察到的无线电爆发可以产生的冲击形成的相互作用的磁脉冲与星云内的等离子体。该模型预测了TeV波段的强烈毫秒级爆发,甚至可以从遥远的星系中观察到。
2014-01-26 astro-ph.HE
First-Principle-Integrated Study of Blazar Synchrotron Radiation and Polarization Signatures from Magnetic Turbulence
该研究通过PIC与偏振辐射转移联合的第一性原理模拟,探究耀变体磁湍流同步辐射与偏振特征,验证了其与TEMZ模型的一致性,揭示了偏振等特征的随机规律。
2023-03-21 astro-ph.HE
The pulsar synchrotron: coherent radio emission
我们提出了一个简单的物理图片的相干无线电发射的轴对称脉冲星磁层,这是完全不同的无线电发射来自磁极帽的典型范例的产生。在这第一篇论文中,我们只考虑轴对称的情况下,一个对齐的转子。我们的图片利用了磁层的MHD表示的一个重要元素,即共转闭合线区域(“死区”)和起源于极冠的开放场线之间的分界线。沿着分界线流动的返回电流对应于从极冠发出的主磁层电流。穿过分界线,磁场的环向分量和极向分量都不连续地变化。极向分量的不连续性要求存在一个显著的环形电流,而这一点至今尚未得到解释。我们估计了这个环形电流在闭合线区域尖端的位置和厚度,并表明它由与洛伦兹因子在10^5量级上共转的电子(正电子)组成,发射出非相干的同步辐射,在硬X射线中达到峰值。这些粒子停留在接近赤道的环形电流最高的区域,路径长度为一米。我们提出,在与该路径长度相当的波长处,粒子发射相干辐射,辐射功率与N^2成正比,其中N是上述路径长度中的粒子总数。我们计算了在这个波长范围内的总射电功率及其与脉冲星周期和恒星磁场的比例关系,并表明它与基于观测的射电光度估计是一致的。
2009-03-04 astro-ph.HE
Optical Detection of the Pictor A Jet and Tidal Tail: Evidence against an IC/CMB jet
来自哈勃太空望远镜的FRII射电星系Pictor A的新图像揭示了一个以前未被发现的潮汐尾,以及一些与已知的X射线和射电喷流相吻合的喷流结。潮汐尾约5”宽(投影3千秒差距),从绘架座A中心18”(12千秒差距)开始,延伸超过90”(60千秒差距)。这些结是观测到的喷流的一部分,长约4'(160 kpc),延伸到一个明亮的热点。这些图像是第一次光学探测到的喷流,并通过提取结通量密度通过三个过滤器,我们设置的排放模型的约束。虽然射电和光通量密度通常用同步辐射来解释,但有几种发射机制可以用来解释X射线通量密度。我们的数据排除了多普勒增强的逆康普顿散射作为高能量发射的来源。相反,我们发现,所观察到的发射可以很好地描述从电子的同步辐射与低能量指数($p\sim2$),占主导地位的无线电频段,而高能量指数($p\sim3$)是需要的X射线波段和过渡发生在光学/红外波段。该模型与连续电子注入的情况是一致的。
2015-06-15 astro-ph.HE
Herschel SPIRE discovery of far-infrared excess synchrotron emission from the west hot spot of the radio galaxy Pictor A
一个远红外对应的无线电星系绘架A的西热点是发现与光谱和光度成像接收器(SPIRE)机载赫歇尔。在350 $μ$ m波长下,源的颜色校正通量密度测量为$70.0 \pm 9.9$ mJ y。对它的无线电-光学光谱的仔细研究表明,WISE和斯皮策探测到的无线电同步加速器组件的中红外过量对远红外波段有很大的贡献。由于SPIRE的数据,它揭示了频谱的过剩是由一个破碎的幂律模型进行高能量截止。通过应用连续能量注入下的辐射冷却中断($Δα= 0.5$),打破幂律模型支持的想法,过量起源于10 pc尺度的子结构内的热点。根据断裂频率$ν_{\rm b} = 1.6_{-1.0}^{+3.0} \times 10^{12}$ Hz,磁场估计为$B\simeq1$ - $4$ mG。这比子结构的最小能量磁场高出一个因子$3$ - $10$。即使过剩的起源大于$\sim 100$ pc,也可以确认磁场强于最小能量场。有人建议,通过等离子体湍流局部增强磁场的区域被观察到的子结构。在破裂点以下导出的能量指数$α\sim 0.22$(保守地说是$<0.42$)很难归因于强冲击加速度($α= 0.5$)。随机加速和磁重联被认为是一个合理的替代机制。
2020-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Testing afterglow models of FRB 200428 with early post-burst observations of SGR 1935+2154
我们介绍了2020年4月/5月磁星SGR 1935+2154活动事件的LOFAR成像观测。我们把最早的无线电极限持续发射低光度快速射电暴FRB 200428从磁星。我们还进行了瞬态发射的图像平面搜索,在我们的观测过程中没有发现无线电耀斑。我们检查后FRB无线电上限的文献,发现所有的同步加速器脉泽激波模型解释FRB 200428预测的多波长余辉是一致的。然而,早期的光学观测似乎排除了恒定密度环暴介质的余辉模型的简单版本。我们表明,这些限制可以减轻适应风的环境模型,但只有一个有限的参数范围。此外,我们认为,晚时间的非热粒子加速发生在余辉模型时,冲击不再是相对论性的,这可能是至关重要的检测余辉从其他银河FRB。我们还讨论了未来的观测策略,通过快速射电观测银河系磁星和附近的FRB来验证磁层或脉泽冲击FRB模型。
2022-10-12 astro-ph.HE
The polarization of the synchrotron radiation from a recollimated jet: application to high-energy BL Lacs
本文基于相对论磁流体动力学模拟和后处理粒子辐射代码,研究重准直喷流中同步辐射的偏振特性,发现重准直激波主要为超光速激波,但在小尺度湍流存在下仍可实现粒子加速,成功重现了 IXPE 观测到的偏振度随频率增大及 X 射线与光学波段偏振角稳定的特征,支持能量分层激波模型。
2025-07-16 astro-ph.HE
Beaming of particles and synchrotron radiation in relativistic magnetic reconnection
相对论性重联在许多天体物理系统中被用作粒子加速的机制。根据理想化的分析模型,重联产生了大量的相对论流出出现的重联网站(X点)。因此,产生的辐射是高度集中的。使用二维粒子在细胞(PIC)模拟,我们调查粒子和辐射束,发现一个非常不同的图片。我们发现,在X点上粒子的体运动与它们的洛伦兹因子γ相似,粒子的束流在5/γ以内,而不是在静止坐标系中具有各向同性电子速度分布的相对论平均体运动。在从X点到磁岛的过程中,粒子在磁场中转动,形成一个局限于电流片的扇形。一旦它们到达岛屿,它们在完成一个完整的拉莫尔回转后就各向同性了,它们的辐射不再强烈。给定频率下的辐射图案取决于相应的发射电子辐射其能量的位置。缓慢冷却的低能粒子大部分时间都在岛上度过,它们的辐射并不强烈。只有在X点边缘快速冷却的粒子才会产生高度光束化的扇形辐射图案。从这些快速冷却的粒子中出现的辐射高于燃尽极限(在重新连接等离子体的整个静止框架中约为100 MeV)。这对在该框架中以低得多的能量激发光束的GRB和AGN模型具有重要意义。
2016-07-03 astro-ph.HE
Auroral Kilometric Radiation -- the Electron Cyclotron Maser Paradigm
极光千米辐射(AKR)是来自行星磁层的强射电辐射的范例。它的观测结果接近电子陀螺频率和/或其低次谐波,表明源等离子体的非热状态。当等离子体进入高能激发状态时产生发射,这导致电子分布函数的变形。在某些条件下,这导致"准相干"发射。我们认为,弱相对论性电子回旋脉塞不稳定性是产生这种辐射的原因。由于大力无线电辐射通常不是{主要}的重要性,在大尺度磁层现象,AKR等,为大尺度磁层物理学的目的,成为被认为是一个边缘问题。在这里,这一概念受到质疑。AKR虽然主要在磁层扰动时期应用于极光区,但只携带总亚暴能量的一小部分。然而,它在极光电离层上层物理学和空间天气研究中具有诊断能力。作为非热等离子体中辐射产生的基本物理问题,它仍然没有得到解决。即使只研究电子回旋脉塞,许多问题仍然悬而未决。在磁层中,通过观测和理论都可以很好地研究这些现象,因为磁层是空间中唯一可以连续进入的地方。最重要的是在这里没有暗示他们应该如何被攻击。它的价值在于它在应用于其他磁化行星、太阳系外行星和强磁化天体时所应发挥的作用,它是一种重要的工具,可以诊断在热、冲击或同步辐射之外的射频范围内产生辐射的物质状态。
2023-02-05 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Early optical emission in support of synchrotron radiation in $γ$-ray bursts
$γ$暴中瞬发辐射的起源是一个有争议的话题。观测到的光谱被认为在约束发射区的位置、磁场的强度和加速粒子的分布方面起着至关重要的作用。瞬发辐射光谱与同步辐射方案的明显不一致,导致考虑更复杂的模型。列入软X射线数据(低至0.5千电子伏)在伽玛射线暴光谱导致发现低能量的突破,在他们的光谱。更重要的是,光谱斜率的分布已经转向预测的同步辐射的情况下,如果中断是与同步辐射冷却频率。我们讨论了最近的研究,系统地扩展到光域的调查范围。结果表明,光-γ谱符合同步辐射模型。此外,还对目前广泛使用的由热分量和非热分量组成的经验模型进行了检验。我们的结论是,大部分的光谱是一致的同步加速器的情况下,而两个组件的模型面临着困难,占在存在/不存在的污染余辉发射的光辐射。本文评述了由同步辐射模型的最佳拟合参数导出的伽玛暴发射区参数空间。在一个基本的单次粒子加速模型中,它对应于磁场强度($\sim$ 10 G)和发射区半径($R_γ\ge 10^{16}$ cm)的相当人为的解决方案。为了有一个完全一致的情况,有必要对基本模式进行可能的修改。
2020-06-24 astro-ph.HE
Synchrotron Firehose Instability
我们表明,使用线性理论和粒子在细胞(PIC)的模拟,同步加速器冷却无碰撞等离子体获得压力各向异性,如果等离子体β是足够高的,变得不稳定的消防水龙带不稳定性,在一个过程中,我们称之为同步加速器消防水龙带不稳定性(SFHI)。SFHI将来自辐射相对论电子(和/或正电子)的压力各向异性的自由能引导到小振幅的动力学尺度磁场波动中,该磁场波动使粒子俯仰角散射,并使等离子体处于边缘不稳定的近热状态。PIC模拟揭示了一个非线性的周期性演变的消防水管爆裂穿插期间的稳定冷却。我们比较了电子-正电子和电子-离子等离子体的SFHI。作为电子发射管磁场波动增长的副产品,磁化离子获得与电子相反的压力各向异性。如果这些离子是相对热的,我们发现,他们也经历冷却由于碰撞与电子的热耦合,我们认为这是介导的二次离子回旋不稳定性。我们认为,SFHI可能会被激活,在一些天体物理的情况下,如从黑洞吸积流和相对论性喷流,其中重新分配的高能电子从低到高的俯仰角可能会导致辐射的瞬时爆发的喷出物。
2022-10-30 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Characterization of the western Pictor A hotspot in the hard X-rays with NuSTAR
本研究利用NuSTAR和Chandra观测Pictor A西热点,首次在10 keV以上显著探测到X射线辐射,证实其同步辐射本质并揭示电子能量达数TeV。
2024-06-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Particle-in-cell simulations of electron-positron cyclotron maser forming pulsar radio zebras
本研究通过电子-正电子回旋脉泽的PIC模拟,发现脉冲星射电斑马纹对应单一XZ模,由两个伯恩斯坦模聚合产生,估算的辐射流量可解释蟹状星云脉冲星的相关观测特征。
2024-01-30 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Can a Single Population Account for the Discriminant Properties in Fast Radio Bursts?
为了探讨这个问题,我们进行了统计分析,使用第一个加拿大氢强度测绘实验快速射电暴(CHIME/FRB)目录,并确定一些判别属性之间的重复和非重复FRB,如重复率,持续时间,带宽,光谱指数,峰值亮度,和潜在的峰值频率。如果重复和非重复FRB属于一个种群,则它们在重复率和持续时间上的分布差异可以通过Connor等人(2020)中的波束发射引起的选择效应来解释。然而,我们得到的光谱指数和潜在的峰值频率的分布差异不能解释的相干曲率辐射或同步脉泽发射的框架内的光束发射。这表明可能存在两个种群。我们进一步讨论了所需的两个人口的三种可能的情况。
2022-02-11 astro-ph.HE
Blazar flares powered by plasmoids in relativistic reconnection
来自耀变体的强耀斑具有短的($\sim$ min)变化时间尺度,对目前的耀变体发射模型具有挑战性。在这里,我们提出了一个物理动机的blazar耀斑的从头算模型的基础上,最近的粒子在细胞(PIC)模拟的相对论磁重联的结果。PIC模拟表明,充满高能粒子和磁场的准球形等离子体团是重联过程的自洽副产品。通过耦合我们基于PIC的结果(即,等离子体团生长、加速剖面、粒子和磁含量)与电子分布函数演化的动力学方程,我们证明了blazar喷流中的相对论重联可以产生强大的耀斑,其时间和光谱特性与观测结果一致。特别是,我们的模型预测相关的同步加速器和同步加速器自康普顿耀斑的持续时间为几个小时-天的最大和最慢的移动等离子体团,形成在重连层供电。较小和较快的等离子体团产生的耀斑持续时间低于小时,峰值亮度高于由最大的等离子体团提供动力的耀斑。然而,在两种类型的耀斑中观察到的通量是相似的。在较长的耀斑活动周期(数天或更长时间)内观察到的具有一定范围的通量加倍时间尺度(几分钟到几个小时)的多个耀斑可以用作重连层取向和喷流磁化的探针。我们的模型表明,耀变体耀斑是自然预期的结果磁重联在一个磁主导喷流。
2016-06-23 astro-ph.HE
A formation mechanism for "Wrong Way" Radio Relics
针对不符合传统图景的“反向”射电遗迹,提出其由向外传播的激波因下落星系团/群向内弯曲形成,并通过含实时谱宇宙线模型的超高分辨率星系团模拟验证,可研究碰撞激波的同步辐射及光谱以解答谱指数强变化问题。
2023-10-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Two-Phase Structure of Synchrotron-Cooling-Unstable Relativistic Plasma
University of Oxford(牛津大学);Merton College, Oxford(默顿学院);Lady Margaret Hall, Oxford(圣玛格丽特厅);Stanford University(斯坦福大学)
通过解析理论、PIC模拟和流体模拟,揭示相对论同步辐射冷却无碰撞高β对等离子体因SCI与SFHI相互作用而丝化为两相介质,并提出流体模型预测其演化与出现时间。
2026-09-09 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Prompt gamma-ray emission of GRB 170817A associated to GW 170817: A consistent picture
与第一次探测到来自双中子星(BNS)合并的引力波有关的短GRB 170817 A在许多方面都是不寻常的。可能的解释是从茧或茧破裂,离轴的结构或均匀射流,和轴上的超相对论性喷流与密度和洛伦兹因子减少的排放。本文利用激波演化和同步辐射/自康普顿辐射的唯象模型模拟了GRB 170817 A的瞬发辐射,并对上述建议进行了验证。我们发现,同步辐射从一个温和的相对论性茧与洛伦兹因子2-3,在文献中考虑,产生太软,太长,太亮的提示发射。洛伦兹因子约为10的结构射流的离轴视图可以再现观测结果,但需要将动能非常有效地传递到内部冲击中的电子,这是粒子模拟所不赞成的。我们还评论了作为产生瞬发γ射线的一种机制的破茧。一个相对论性喷流的洛伦兹因子约为100,密度低于典型的短伽玛暴似乎是最合理的模型,我们得出结论,伽玛暴170817 A是本质上暗淡。基于这一结果和文献中BNS合并的相对论磁流体力学模拟结果,我们讨论了可能导致这种微弱短伽玛暴的物理和天文条件。我们发现,小的质量差的祖先中子星,他们的年龄和减少磁场,和反对齐的自旋轨道角动量诱导的环境引力扰动的寿命期间的BNS作为GRB 170817 A的昏暗的原因。我们预测,在较低的红移BNS合并产生平均较暗的伽玛暴。
2018-05-10 astro-ph.HE
A Model of Fast Radio Bursts: Collisions Between Episodic Magnetic Blobs
快速射电暴(FRB)是来自天空的明亮的无线电脉冲,持续时间为毫秒,流量密度为Jansky级。它们的起源在很大程度上仍然不确定。在这里,我们提出了一个新的模型FRB。我们认为,白矮星与黑洞的碰撞可以产生一个短暂的吸积盘,从那里将发射出强大的幕式磁团。两个连续磁团之间的碰撞可以导致灾难性的磁重联,它释放出大量的自由磁能,形成前向激波。激波通过碰撞区的冷磁化等离子体传播,通过同步脉塞机制辐射,这是一个非重复的FRB信号的原因。计算结果表明,FRB的能量、辐射频率、持续时间和事件发生率等理论值与观测值符合得很好。
2018-05-28 astro-ph.HE
Hints of a universal width-energy relation for classified fast radio bursts
近年来,快速射电暴(FRB)的总样本量一直在稳步增长,这为从统计角度研究FRB提供了便利。与此同时,FRB的分类是目前迫切需要解决的问题。我们建议爆发的亮度温度可以作为一个理想的分类标准。在这项工作中,我们收集了所有局部FRB的可用数据,我们发现了三个重复FRB的固有脉冲宽度和突发能量$T_{\rm i}\propto E_ν^{0.25}$之间的正相关关系,这与我们以前单独使用FRB 20121102 A数据的工作类似。临界线$T_{\rm B,cri}$被发现不同的FRB,这可能反映了源属性的差异。这种关系可以对主流辐射机制施加强有力的约束。很明显,相干曲率辐射和同步脉塞辐射都没有达到再现这种关系所需的高亮度温度的能力。
2022-08-30 astro-ph.HE
Maximum Energy of Particles Accelerated in Gamma-Ray Burst Afterglow Shocks
Purdue University(普渡大学);Universidad Nacional de Colombia(哥伦比亚国立大学);The Open University of Israel(以色列开放大学);Astrophysics Research Center of the Open University (ARCO), The Open University of Israel(以色列开放大学天体物理研究中心);The George Washington University(乔治华盛顿大学);KU Leuven(荷语鲁汶大学);Columbia University(哥伦比亚大学);Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute(纽约联邦研究院计算天体物理学中心)
基于PIC模拟的加速机制,研究伽马射线暴余辉中电子加速的上限及其在同步辐射截断中的观测表现,发现短暴在低密度环境下GeV波段存在显著截断,但当前观测无法区分PIC加速与Bohm极限。
2026-05-22 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Deep optical observations contemporaneous with emission from the periodic FRB 180916.J0158+65
我们展示了2020年9月3日获得的周期性快速射电暴(FRB)180916.J0158+65爆发几秒钟内的深度Apache Point天文台光学观测。FRB 180916.J0158+65位于附近的一个螺旋星系,距离150 Mpc,有一个“活跃期”,测量周期约为16.3天。在加拿大氢强度测绘实验(CHIME)最近30分钟的观测窗口内,我们以FRB的预期活动相峰值为目标,在爆发到达时间后的2.2 - 1938.1秒(色散校正)内没有探测到m_i=24.7等(3-sigma)的瞬态光辐射。将我们的极限星等与FRB 180916+J0158.65环暴环境中形成的同步脉泽模型进行比较,我们限制了爆发能量> 1 e44 erg和环暴密度> 1 e4 cm-3的情况。
2020-11-15 astro-ph.HE
Constraints on the Engines of Fast Radio Bursts
我们使用Metzger,Margalit和Sironi(2019)的同步加速器冲击波模型对快速射电暴(FRB)的样本进行了建模,包括新发现的CHIME中继器。这个模型假设,FRB的前身辐射超相对论磁化冲击产生的耀斑喷出物从一个中央引擎碰撞一个有效的固定的外部介质。爆发频率结构的向下漂移自然是由爆炸波的减速引起的。这些数据与能量为$E_{\rm flare} \sim 10^{43}-10^{46}(f_ξ/10^{-3})^{-4/5}$ erg的耀斑产生的FRB是一致的,其中$f_ξ$是微波激射器的效率,而最小体积洛伦兹因子$Γ\approx 10^2-10^3$在激波半径$r_{\rm sh} \sim 10^{12}-10^{13}$ cm处产生观测到的FRB。我们推断上游密度$n_{\rm ext}(r_{\rm sh}) \sim 10^{2}-10^{4}$厘米$^{-3}$和径向配置文件$n_{\rm ext} \propto r^{-k}$显示一系列的斜率$k \approx [-2,1]$(这被认为是发展之间的爆发),大致一致的上游介质是最近的高能耀斑释放的离子加载壳的内边缘。爆发的时间尺度,能量,速率和外部介质的属性是一致的,从年轻的,超活跃的耀斑磁星所产生的重复FRB,但所提出的方法通常适用于任何中央引擎,注入能量脉冲到一个致密的磁化介质。讨论了该模型的解释和…
2020-04-21 astro-ph.HE
Polarization of Fast Radio Bursts: radiation mechanisms and propagation effects
本文在磁星框架下系统研究了快速射电暴在磁层内外不同辐射位置的内禀偏振机制与传播效应,揭示了线偏振与圆偏振的产生条件及其对观测的约束。
2023-04-06 astro-ph.HE
Balancing Turbulent Heating with Radiative Cooling in Blazars
最近,粒子在细胞(PIC)模拟表明,在无碰撞等离子体中的相对论性湍流可以导致一个平衡的粒子分布函数,其中湍流加热平衡的辐射冷却的电子。强磁化等离子体的特征是具有更高的能量峰值和更宽的粒子分布。在相对论运动的天体物理喷流中,人们认为,喷流是由坡印廷通量主导的,由此产生的磁不稳定性可能在喷流内部产生湍流环境,即,相对论性湍流的状态。在本文中,我们扩展以前的PIC模拟结果,等离子体磁化强度较大的值,通过线性外推的扩散和平流系数相关的湍流等离子体考虑。我们利用这些结果建立了一个基于blazar发射区全局参数的单区湍流喷流模型,并一致地计算了粒子分布和由此产生的同步辐射和逆康普顿发射谱。然后,我们测试我们的模型进行比较,其预测与宽带静态发射光谱的十几个耀变体。我们的研究结果表明,低同步辐射峰值(LSP)源的观测结果吻合得很好,并发现LSP是中等坡印廷通量为主的磁化$1\lesssim σ\lesssim 5$,有大量的洛伦兹因子$Γ\sim 10-30$,湍流区位于边缘,或刚刚超过,宽线区(BLR)。湍流被发现是在一个区域驱动的射流截面。
2022-01-19 astro-ph.HE
The blazar paradigm and its discontents
标准的耀变体范例由一个超大质量黑洞组成,它向我们的方向喷出相对论性的磁化等离子体射流。这种等离子体夹带非热同步辐射电子,进一步散射内部产生的同步辐射光子以及外部产生的光子从吸积盘,宽线区域,和红外发射环面。这张照片非常成功地再现了双峰耀变体的光谱能量分布。然而,各种各样的不满仍然存在,包括(1)在TeV能量下的超短变化,比黑洞的动力学时标要短得多;(2)非常高的能量(3)在使用传统的河外背景光(EBL)模型对测得的VHE光谱进行去吸收时发现的高同步辐射峰值天体中存在硬光谱成分的证据;(4)一个不寻常的缓慢变化类BL Lac天体;(5)γ射线发射区的位置。其中一些问题可以通过在耀变体中引入强子成分来解决,这与耀变体是超高能宇宙射线源的假设是一致的。切伦科夫望远镜阵列的伽马射线观测和冰立方的中微子观测对于验证这一假设非常重要。
2014-09-02 astro-ph.HE
The environment and distribution of emitting electrons as a function of source activity in Markarian 421
对于高频峰值BL Lac对象Mrk 421,我们研究的光谱能量分布(SED)的变化作为源活动的函数,从静态到活动。我们使用一个完全自动化的卡方最小化程序,而不是“眼球”的过程中更常用的文献中,九个SED数据集与一个区域同步自康普顿(SSC)模型和研究模型参数如何随源活动。后一个问题现在终于可以解决了,因为同时宽带SED(从光学到VHE光子能量)终于变得可用。我们的研究结果表明,在Mrk 421的磁场减少与源活动,而电子谱的断裂能和多普勒因子增加-其他SSC参数原来是不相关的源活动。在SSC的框架中,这些结果被解释在一个图片中,同步功率和峰值频率保持恒定与不同的源活动,通过降低磁场和增加的电子数密度低于断裂能量的组合:由于这导致增加的电子-光子散射效率,所产生的康普顿功率增加,所以总(=同步加康普顿)发射。
2011-03-07 astro-ph.HE
Exploring Physically-Motivated Models to Fit Gamma-Ray Burst Spectra
本研究用三种物理动机模型拟合100个明亮GRB光谱,发现23%-42%的样本更适用物理模型,且长GRB低能指数分布与同步辐射预期值一致,支持同步辐射作为GRB瞬时辐射主要来源。
2023-11-22 astro-ph.HE
Simulations of particle acceleration beyond the classical synchrotron burnoff limit in magnetic reconnection: An explanation of the Crab flares
人们普遍认为,天体物理源在静止坐标系中不能发射160 MeV以上的同步辐射。该极限由作用在电子上的加速电力和辐射反作用力之间的平衡给出。在蟹状星云中发现的同步加速伽马射线耀斑,远远超过了这个极限,挑战了粒子加速的经典图像。为了克服这个限制,粒子必须在高电场和低磁场的区域中加速。这只有在非理想的磁流体动力学过程中才有可能,比如磁重联。我们提出的第一个数值证据的粒子加速超过同步加速器烧毁限制,使用一组超相对论对等离子体重联的二维粒子在细胞模拟。我们使用一个新的代码,Zeltron,其中包括自洽的辐射反作用力的粒子的运动方程。我们证明,最有活力的粒子来回移动的重联层,以下相对论Speiser轨道。然后,这些粒子在离开该层后,在一个完整旋转的一小部分内迅速辐射>160 MeV的同步辐射。我们的分析表明,高能同步辐射通量是高度可变的时间,因为强大的各向异性和不均匀性的高能粒子。我们发现一个强大的正相关性之间的流量和截止能量的辐射,模仿相对论多普勒放大的效果。强导场抑制了160 MeV以上同步辐射的发射。我们的结果与观测到的蟹状耀斑的性质是一致的,支持重联的情况。
2013-05-07 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Radiative PIC simulations of relativistic pair plasma: multiple interacting current sheets and turbulent evolution
INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri(意大利国家天体物理研究所,阿切尔西天文台);SETI Institute(搜寻地外文明研究所);Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Firenze(佛罗伦萨大学,物理与天文系);INFN, Via G. Sansone 1(意大利国家核物理研究所);IAPS, INAF(国际空间科学研究所,意大利国家天体物理研究所);ENEA, NUC Department(意大利国家新 technologies、能源和可持续经济发展署,核能部门);Institut für Theoretische Physik, Ruhr-Universität Bochum(波鸿鲁尔大学,理论物理研究所)
本文通过二维相对论粒子-网格(PIC)模拟研究了在高能天体物理环境中,如脉冲星风 nebula 中的粒子加速区域和相对论喷流中,多个相互作用电流片的辐射磁重联动力学,揭示了非线性湍流演化及同步辐射加速机制。
2026-05-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph
New expansion rate measurements of the Crab Nebula in radio and optical
我们提出了新的无线电测量的蟹状星云的同步加速器星云的膨胀率超过30年的时间。我们找到了CE 1255 +-27射电同步加速器星云的收敛日期。我们还重新评估了光学线发射灯丝的膨胀率,我们表明,传统的估计,其收敛日期略有偏差。使用无偏贝叶斯分析,我们发现CE 1091 +- 34的细丝的收敛日期(比以前的估计早约40年)。我们的研究结果表明,自CE 1054爆炸以来,同步加速器星云和光学线发射细丝都被加速,但同步加速器星云被相对强烈地加速,而光学细丝只被轻微地加速。同步辐射的膨胀速度比灯丝快,这一发现支持了这样一种观点,即灯丝是脉冲星风星云和周围自由膨胀的超新星喷出物之间界面处的瑞利-泰勒不稳定性的结果,并排除了脉冲星风气泡直接与蟹状星云前身的前超新星风相互作用的模型。
2015-09-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
An accreting stellar binary model for active periodic fast radio bursts
在这项工作中,我们提出了一个吸积恒星双星模型来理解活跃的周期性快速射电暴(FRB)。该系统由一个恒星致密天体(CO)和一个在偏心轨道上的施主星(DS)伴星组成,其中DS填充了近星点附近的洛希瓣。CO吸积来自DS的物质,然后驱动相对论性磁团。DS的磁团和恒星风之间的相互作用产生了一对激波。我们发现反向激波和正向激波都有可能通过同步脉塞机制产生FRB。我们表明,该系统可以在原则上充分产生高活性的FRB具有较长的寿命,也可以自然地解释出现在FRB 180916和121102的活动的周期性和占空比。射电星云由长期注入周围环境的磁泡激发,可能是相关的持久射电源。在成瘾,我们讨论了可能的多波长对应的FRB 180916在这个模型的上下文中。最后,我们鼓励在超亮X射线源中寻找FRB。
2021-10-18 astro-ph.HE