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
Computer modelling of accretion processes in binary systems with black holes and neutron stars
本学位论文利用先进数值方法对含黑洞或中子星的X射线双星吸积盘进行建模，揭示了影响观测光谱与时间特征的基本过程，发现了新型puffy吸积盘，并用解析模型探讨了X射线变率与准周期振荡。
2023-10-19 astro-ph.HE
Nuclear physics inputs for dense-matter modelling in neutron stars. The nuclear equation of state
本文通过核子元建模和贝叶斯分析，结合低密度核物理与高中子星约束，生成状态方程后验分布，并讨论中子星结构与观测的关联。
2023-11-13 astro-ph.HE nucl-th
Fast radio bursts: the last sign of supramassive neutron stars
最近发现了几个快速射电暴，显示出明亮的、高度分散的毫秒射电脉冲。这些脉冲不会重复，也与已知的脉冲星或伽马射线暴无关。这种高色散意味着在宇宙学距离上的辐射源，因此意味着极高的射电光度，远大于脉冲星发出的单个脉冲的功率。我们认为，快速射电暴代表了超大质量旋转中子星由于磁制动而坍缩成黑洞的最终信号。中子星最初是在非旋转模型的临界质量之上，并由快速旋转支撑。由于磁制动不断降低自旋，中子星将在诞生后数千年至数百万年突然坍缩为黑洞。我们讨论了超大质量中子星的几种形成方案，并利用最近的数值广义相对论计算结果估计了可能的观测特征。当坍缩将恒星表面隐藏在事件视界之后时，磁力线将剧烈地断裂。这可以将一颗几乎普通的脉冲星变成一颗明亮的射电“闪电”：来自移动磁震的加速电子耗散了磁层的很大一部分，并产生了一个巨大的射电爆发，可以观察到z>0.7。只有百分之几的中子星需要超大质量才能解释观测到的速率。我们认为，快速射电暴可能是高红移恒星质量黑洞孤立形成的痕迹。这些爆发可能是引力波发射的电磁补充，并揭示了黑洞的新形成和演化通道，而这些通道并不被视为伽马射线暴。对这些爆发的无线电观测可以追踪整个宇宙的核心坍缩超新星率。
2014-01-21 astro-ph.HE gr-qc
Explaining radio emission of magnetars via rotating and oscillating magnetospheres of neutron stars
我们研究了旋转和振荡磁星的无线电发射条件，主要的物理过程决定了它们在P- \dot{P}图中死亡线的位置，也就是区分中子星可能是无线电强或无线电静的区域的那些线。利用广义相对论的磁星磁层电磁标量位表达式，我们发现，当磁星的致密性参数较大，自转轴与磁矩的倾角较大时，磁星的死亡线远高于大多数已知磁星的死亡线。这与观测证据一致，即在普通磁星的典型频率范围内，磁星没有规则的无线电发射。相反，当考虑磁星的振荡时，死亡线向下移动，满足了在磁层中产生无线电发射的必要条件。目前的观测结果表明，磁星的爆发活动和磁星磁层中无线电发射的产生之间存在密切联系，这一点自然在我们的解释中得到了解释。
2011-09-26 astro-ph.HE gr-qc
Non-thermal radio emission from colliding-wind binaries: modelling Cyg OB2 No. 8A and No. 9
一些OB星显示出可变的非热射电辐射。非热发射是由于电子加速到高能量时发射的同步辐射。电子加速发生在双星系统中由辐射驱动的恒星风碰撞产生的强烈冲击中。在这里，我们提出了我们的模拟结果的两个碰撞风系统：天鹅座OB2号8A和天鹅座OB2号9。
2010-12-15 astro-ph.HE
A window into the neutron star: Modelling the cooling of accretion heated neutron star crusts
在吸积中子星的X射线瞬变过程中，在吸积爆发期间，中子星的地壳可以被加热到与内核的热平衡之外。在静止期（吸积停止时）观察到的随后冷却为研究地壳的结构和热特性提供了一个独特的机会。最初，地壳冷却模型研究的重点是具有长时间吸积爆发（> 1年）的瞬态X射线双星，这样地壳将被显着加热，以便可以检测到冷却。在这里，我们提出了一个理论模型的结果，观察到的冷却曲线后，一个短暂的吸积爆发只有~10周。在我们的研究中，我们使用2010年爆发的瞬时吸积11赫兹X射线脉冲星在球状星团泰山5。观测发现，在其短暂的吸积爆发结束后的4年多时间里，该源区的地壳仍然是热的。从我们的模型中，我们发现这样一个长寿的热地壳意味着一些不寻常的地壳特性，如非常低的导热率（比其他地壳冷却源低10倍以上）。此外，我们提出了我们的初步结果的建模的持续冷却的中子星在MXB 1659-298。这个瞬态X射线源在经历了约1.8年的吸积阶段后，于2017年3月恢复平静。我们比较了我们的预测冷却曲线后，这次爆发的冷却曲线后，它的前一次爆发结束于2001年获得的同一来源。
2017-12-06 astro-ph.HE
Modelling neutron star mountains
针对旋转中子星引力波辐射探测难题，本文回顾了中子星壳层最大山脉研究的假设与边界条件问题，提出一种基于基准力描述的新建模方案，发现最大四极矩比先前估计低几倍至两个数量级。
2020-11-18 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
A coherent radio burst from an X-ray neutron star in the Carina Nebula
本文报道在船底座星云射电宁静热辐射中子星2XMM J104608.7−594306上探测到一次相干射电暴，证实其为中子星，并揭示其可能连接年轻高能中子星与演化射电脉冲星两类群体。
2025-05-05 astro-ph.HE
FIRST J1419+3940 as the First Observed Radio Flare from a Neutron Star Merger
在剧烈的合并过程中，两颗中子星可以减少百分之几的质量。随着喷出物的膨胀，它与周围的星际气体相撞，产生了持续数年的缓慢衰落的无线电耀斑。射电耀斑独特地探测了中子星合并的人口，因为过去几十年的许多事件仍然可以探测到。然而，迄今没有报告观测到无线电耀斑。在这里，我们表明，无线电瞬变FIRST J1419+3940，在1993年首次观察到，仍然可以检测到，可能起源于一个中子星合并。我们对中子星合并喷出物进行了数值模拟，证明了具有天体物理预期参数的合并模型能很好地再现观测到的射电光变曲线。我们检查观测到的无线电数据，以及宿主星系，找到线索，可以区分瞬变的中子星合并的起源从另一种解释-一个离轴长伽马射线暴的余辉。在不久的将来，观测可能会发现第一个J1419+3940无线电瞬变起源的进一步证据。我们表明，现有的无线电调查可能已经记录了多个无线电耀斑，告诉我们的起源和性质的中子星合并及其在宇宙中最重的元素的核合成中的作用。
2020-09-27 astro-ph.HE
Modelling neutron star mountains in relativity
本文研究相对论引力下中子星地壳断裂前能形成的最大山脉，通过微扰计算考察三种形变示例及手征有效场理论模型，发现最大山脉高度对源机制和核物质状态方程高度敏感。
2021-07-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Scaling relations for the uncertainty in neutron star radius inferred from pulse profile modelling: the effect of spin rate
本文通过NICER数据脉冲轮廓建模流水线合成不同自转频率的脉冲轮廓，发现当自转频率超过约200 Hz时，推断的中子星半径不确定性不再改善，表明观测目标优先级可基于自转频率以外的属性。
2025-02-11 astro-ph.HE
Modelling Neutron-Star Ocean Dynamics
本文重新审视旋转中子星海洋中的模式振荡，检验传统近似的适用性，发现其对快速旋转中子星可能不准确，并利用浅水近似解析展示r-modes向重力波转变，提出将牛顿结果提升至广义相对论的方案。
2023-05-11 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Fast Radio Bursts from neutron stars plunging into black holes
快速射电暴（FRB）是发生在宇宙学距离上的毫秒持续时间的强烈射电耀斑。人们提出了许多模型来解释这些局部天文事件，但迄今为止还没有一个得到证实。在这里，我们表明，一种新的方式，涉及增强巨大的无线电脉冲从一个快速旋转的中子星附近的旋转黑洞可以解释的主要性质的非重复FRB。对来自一些银河系恒星的这种脉冲的独立观测，使我们的模型可靠。如果正确的话，我们的模型将意味着事件视界的存在，Lense-Thirring效应，以及从黑洞中提取的显著的自旋能量。此外，FRB将探测脉冲星的磁层及其辐射，并绘制黑洞附近的强引力区。此外，我们的模型预测同时检测FRB和引力波从黑洞-中子星合并的FRB事件的偶然附近。
2017-11-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Periodic Fast Radio Bursts with Neutron Star Free/Radiative Precession
CHIME/FRB合作最近报告了从FRB 180916.J0158+65的无线电爆发到达时间中检测到16天的周期性。我们研究了观测到的周期性来自磁化中子星自由进动的可能性，并对中子星磁场的不同分量施加了约束。使用一个简单的几何模型，无线电爆发从旋转的中子星磁层发射，我们表明，作为时间的函数的发射模式可以匹配从FRB 180916.J0158+65观察到的。
2020-05-05 astro-ph.HE
Spectroscopic modelling of four neutron star low-mass X-ray binaries using CLOUDY
低质量X射线双星（LMXB）具有广泛的X射线性质，可以用来揭示相关吸积盘的许多物理条件。我们用谱合成程序CLOUDY对中子星LMXB GX 13+1、MXB 1659- 298、4U 1323- 62和XB 1916- 053进行了详细的模拟;并对密度、辐射场、金属丰度、风速等物理条件进行了模拟，模拟了Fe、Ca、S、Si、Mg的高电离光谱，Al在软X射线波段的谱线通量比，并将预测值与观测值进行比较。我们还发现，这些谱线的强度和轮廓得到修改的存在下，磁场的吸积盘。利用这一点，我们估计现有的磁场的上限约为几百到几千G的吸积盘的这四个LMXB。
2019-03-13 astro-ph.HE
Pulsar revival in neutron star mergers: multi-messenger prospects for the discovery of pre-merger coherent radio emission
研究了由致密天体间磁层相互作用引起的中子星合并前相干射电辐射。我们考虑两个合理的辐射机制，并表明，如果一个中子星有一个表面磁场$B_{\rm s} \ge 10^{12}$ G，相干毫秒射电爆发的特征时间形态和倾角的依赖性是可观察到的Gpc距离与下一代无线电设施。我们探索多信使和多波长的方法来识别NS合并起源的无线电爆发，如在快速无线电爆发调查，伽马射线暴和引力波事件的触发观测，以及在寻找kilonova和无线电余辉发射的快速射电暴的光学/无线电跟踪。我们目前和未来的观测设施，我们的研究结果，并提出建议，验证或约束模型。
2022-12-02 astro-ph.HE
Numerical modelling of bulk viscosity in neutron stars
本文实现了Müller-Israel-Stewart二阶耗散相对论流体力学方程，通过非旋转中子星密度振荡与粘性迁移测试验证了代码，并模拟了双中子星合并，发现高体粘性可将动力学抛射质量抑制约5倍。
2025-03-04 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Radio Flares from Collisions of Neutron Stars with Interstellar Asteroids
我们认为，中子星与星际小行星（如“Oumuamua”）之间的碰撞可能为银河系中可观测到的射电耀斑提供动力。我们发现$\sim 1 \mathrm{\; Jy}$的此类事件发生率为$\sim 10 \mathrm{\; day^{-1}}$。
2019-09-02 astro-ph.EP astro-ph.HE
Discovery of a radio emitting neutron star with an ultra-long spin period of 76 seconds
放射出无线电的中子星群体包括自转周期从毫秒到几十秒的天体。随着它们年龄的增长和旋转的变慢，它们的无线电发射预计将停止。我们发现了一颗超长周期射电发射中子星，J 0901 -4046，它的自旋性质不同于已知的自旋和磁衰变驱动的中子星。自旋周期为75.88秒，特征年龄为530万年，脉冲占空比很窄，无线电发射是如何产生的还不确定，这挑战了我们目前对这些系统如何演变的理解。射电辐射具有独特的谱-时特性，如准周期性和部分零化，这些特性为辐射机制提供了重要线索。探测相似的辐射源在观测上具有挑战性，这意味着有更大的未被探测到的辐射源。我们的发现确立了超长周期中子星的存在，表明了与高磁化中子星、超长周期磁星和快速射电暴演化的可能联系
2022-06-03 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
Are Fast Radio Bursts Made By Neutron Stars?
重复性快速射电暴的流行模型（也许是所有快速射电暴的模型）涉及中子星，因为它们具有高的旋转或静磁能量密度。这些模型采取两种形式之一：巨大但罕见的脉冲星般的脉冲，如旋转无线电瞬变和爆发，如软伽马中继器。在这里，我整理的证据，最近加强，反对这些模型，包括银河系micro-FRB的缺乏，并归因于FRB 180916.J0158+65的16天周期的大质量黑洞的吸积盘产生的喷流的进动。
2020-02-23 astro-ph.HE
Modelling high-resolution spatially-resolved Supernova Remnant spectra with the Sardinia Radio Telescope
超新星遗迹（SNRs）的光谱特征是由相对论电子产生的同步射电辐射，以及轻子（韧致辐射和逆康普顿）和强子过程（$π^0$介子衰变）的高能辐射，这是宇宙射线加速的直接特征。得益于撒丁岛射电望远镜（www.srt.inaf.it）在三个频段（1.6，7，22 GHz）获得的无线电单碟成像观测，我们可以分别对不同的SNR区域进行建模。事实上，为了解开强子在高能谱（伽马射线带）中的有趣而奇特的贡献，并更好地约束SNR作为宇宙射线发射体，首先通过射电观测参数完全约束轻子的贡献是至关重要的。特别是，在伽马射线中观察到的韧致辐射和逆康普顿隆起在无线电域中被绑定到同步辐射光谱斜率和截止。由于这些参数不同的SNR区域和电子人口，空间分辨的无线电频谱，然后需要准确的多波长建模。
2016-09-12 astro-ph.HE
Quasi-periodic sub-pulse structure as a unifying feature for radio-emitting neutron stars
本研究在所有射电磁星中探测到偏振准周期子结构，扩展了子结构与自转周期的相关性，发现该特征普遍存在于各类射电中子星中，为通过子暴时标推断FRBs潜在周期提供了支持。
2023-11-23 astro-ph.HE
Massive non-thermal radio emitters: new data and their modelling
近年来，一些非热射电OB星被发现是双星，或多系统。非热发射是由于电子加速到高能量时发射的同步辐射。电子加速发生在辐射驱动风碰撞产生的强烈冲击中。在这里，我们总结了现有的无线电数据和最近的观测二进制天鹅座OB2 9号。我们还展示了一个新的发射模型，这是正在开发的理论总射电通量和光谱指数与观测到的射电光变曲线进行比较。这种比较将有助于解决一些基本问题，如确定恒星的质量损失率，这是由聚团扰动。
2011-10-12 astro-ph.HE
Synchrotron maser from weakly magnetised neutron stars as the emission mechanism of fast radio bursts
快速射电暴（FRB）的起源至今仍是个谜。迄今为止，所有FRB都显示出极高的亮度温度，需要相干发射机制。使用来自这些机制之一，同步微波激射器，以及观测的物理约束，我们表明，吸积引起的爆炸的中子星与表面磁场的$B_*\lesssim10^{11}$ G的FRB的祖先是有利的。
2018-08-15 astro-ph.HE
Modelling the formation of the first two neutron star-black hole mergers, GW200105 and GW200115: metallicity, chirp masses and merger remnant spins
这两颗中子星-黑洞合并（GW 200105和GW 200115）是由先进的LIGO和Virgo在引力波中观测到的，标志着自然界中首次发现此类双星。我们利用粒子数合成网格模型，通过孤立双星演化研究了这两个中子星-黑洞系统。利用双星的质量和自旋观测（啁啾质量、有效自旋和剩余自旋），我们探讨了它们在不同金属丰度环境中不同的可能形成通道。我们的模型仅在假设黑洞不旋转时支持LIGO数据。我们的研究结果表明，强烈的偏好，GW 200105和GW 200115形成的恒星与亚太阳金属丰度$Z\lesssim 0.005$。只有两个富金属（$Z=0.02$）模型与GW 200115一致。我们还发现，啁啾质量和剩余自旋共同帮助约束模型，而有效的自旋参数不添加任何进一步的信息。我们还提出了可观察到的（即后选择效应）的中位数值的自旋和质量分布从我们的所有模型，这可能会被用作参考，为未来的合并。此外，我们发现剩余自旋参数分布在不同的中子星-黑洞子群体中表现出不同的特征。我们发现，非旋转的，第一个出生的黑洞占主导地位的合并显着的中子星-黑洞人口，确保电磁同行这样的合并是罕见的事情。
2022-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Collisions of neutron stars with primordial black holes as fast radio bursts engines
如果质量为$10^{25}\,\mbox{g}\gtrsim m \gtrsim 10^{17}\,\mbox{g}$的原始黑洞构成了银河系暗物质晕中不可忽略的一部分，那么它们的存在应该会产生可观测的后果：它们必然会与银河系的中子星相撞，在中子星的中心筑巢，并吸积致密的物质，最终将它们转化为中子星质量的黑洞，同时释放中子星磁场能量。这种过程可以解释快速射电暴现象，特别是它们的毫秒持续时间，大光度${\sim}10^{43}$ erg/s，高发生率$\gtrsim 1000/\mbox{day}$，以及高亮度温度，偏振发射和法拉第旋转。比光的原始黑洞的类邦迪吸积的动力学时标更长的时间允许重复的快速射电暴。这种解释自然地从（假设）暗物质原始黑洞的存在出发，不需要额外的不寻常现象，特别是不需要中子星的不可接受的大磁场。在我们的模型中，观测到的整个宇宙中快速射电暴的速率是根据目前已知的银河系中中子星的数量得出的。
2018-10-03 astro-ph.HE
Modelling the thermal absorption and radio spectra of the binary pulsar B1259-63
本文给出了与Be星LS 2883组成双星系统的脉冲星PSR B1259-63的射电频谱演化和色散测度变化的模拟结果。我们基于我们的模型的假设，所观察到的光谱的变化是由热自由吸收发生在脉冲星周围。我们再现了观测到的脉冲星光谱形状，以检查LS 2883的恒星风和赤道盘对脉冲星辐射的影响。通过对脉冲星射电辐射及其自由-自由吸收的模拟，揭示了星风和LS 2883赤道盘对PSR B1259-63射电谱形状的影响，为脉冲星的吉赫兹峰谱现象与其封闭环境之间的联系提供了证据。此外，我们补充我们的模型与外部吸收介质，这导致模拟和观测数据之间的良好协议。
2018-09-15 astro-ph.HE
Modelling the $γ$-ray and radio light curves of the double pulsar system
Guillemot等人最近报道了在著名的双脉冲星系统J 0737 - 3039 A/B中发现了来自22.7毫秒脉冲星（脉冲星A）的$γ$射线脉动。脉冲星A的$γ$射线光变曲线（LC）有两个峰，它们相隔大约半圈，并且与观测到的射电和X射线峰不一致。这表明，$γ$射线的发射起源于磁层的一部分，与无线电和X射线辐射产生的地方不同。到目前为止，已经应用了三种不同的方法来限制脉冲星A的观测几何（它的倾角和观测者角度$α$和$ζ$）：无线电和$γ$射线光变曲线的几何建模，在无线电偏振数据中看到的位置角扫描的建模，以及脉冲星A无线电脉冲轮廓的时间演化的独立研究。这三种独立互补的方法得到了一致的结果：脉冲星A的旋转轴可能垂直于双星系统的轨道平面，而它的磁轴接近于位于轨道平面内（使这颗脉冲星成为一个正交旋转体）。观测者还观测到靠近磁轴的辐射。然而，到目前为止，目前的模型不能再现无线电和$γ$射线光变曲线的所有特征，特别是大的无线电到$γ$相位滞后。在本文中，我们讨论了一些初步的建模尝试，以解决这个问题，并提供了如何LC适合可以通过调整标准的几何模型，以更准确地再现轮廓位置的想法。
2014-11-04 astro-ph.HE
Recurrent fast radio bursts from collisions of neutron stars in the evolved stellar clusters
提出了描述演化星系核中心星团中中子星近距离相遇和碰撞引起的多次快速射电暴的模型。中子星子系统可能起源于致密星系核，在恒星演化和动力学演化的共同作用下演化。致密星团中的中子星可以产生短寿命的、高偏心率的双星，并在几次轨道旋转后发生碰撞。快速射电暴可能产生于近星点接近和双星合并的最后阶段。在足够密集的星团中，中子星碰撞可能非常频繁。因此，这个模型可以在原则上解释所观察到的周期性（多次）快速射电暴，类似于从源FRB 121102所观察到的。在所提出的模型的可能的观测签名可能是登记的引力波爆发的激光干涉仪LIGO/VIRGO或下一代的引力波探测器。
2017-02-04 astro-ph.HE
From nuclei to neutron stars: simple binding energy computer modelling in the classroom (part 2)
我们介绍两个简单的在线活动来探索中子星的物理学。这些课程为中学生介绍致密物体的基本性质，例如质量和半径。第一项活动探讨了中子星最小质量的概念。它与结合能的概念直接相关，并继承了我们以前的活动。第二个活动的重点是最大质量的中子星使用可解模型的中子星内部。这些活动以电子表格为基础，作为补充材料提供，可以很容易地适应不同的层次、年龄组和讨论主题。特别是，这些活动可以自然地导致对理论模型的外推和限制的讨论。
2021-04-26 astro-ph.HE nucl-th physics.ed-ph
Geometric modelling of radio and gamma-ray light curves of 6 Fermi LAT pulsars
费米大面积望远镜（LAT）最近报道了从6个年轻的恒星（J 0631 +1036，J 0659 +1414，J 0742 -2822，J1420-6048，J1509-5850和J1718-3825）探测到脉冲伽马射线，所有这些恒星都表现出单峰脉冲轮廓（Weltevrede等人，2010年）。高质量的无线电极化数据也可用于5个这样的卫星，允许推导其观测几何的约束。我们获得独立的约束，这些脉冲星的观察几何形状，通过使用几何脉冲星发射代码模型的费米LAT和无线电光变曲线。我们发现磁倾角和观察者角度α和zeta的拟合度通常误差为~ 5度。我们的结果与Weltevrede等人（2010）的结果基本一致，尽管我们在某些情况下确实发现了差异。我们的模型最终可以提供一个框架，以限制无线电发射高度。
2011-05-20 astro-ph.HE
On the origin of the quasi-periodic micro-pulses observed in the radio-frequency emission of some neutron stars
本研究探讨中子星射电准周期微脉冲起源，发现微脉冲宽度与自转周期的线性关系对应中子星表面物理长度，结合离子-质子模型明确射电源为支撑双束朗缪尔模临界增长的最小表面区域宽度。
2024-05-14 astro-ph.HE
Radio emission from the X-ray pulsar Her X-1: a jet launched by a strong magnetic field neutron star?
她的X-1是一颗在中等质量X射线双星中的吸积中子星。与低质量X射线双星（LMXB）一样，它通过罗氏瓣溢出吸积，但与许多包含中子星的高质量X射线双星相似，Her X-1具有强磁场和缓慢的自旋。在这里，我们提出了无线电发射的发现，从她的X-1与超大阵列。在射电观测过程中，中心X射线源部分被一个弯曲的圆盘遮蔽。我们在$9$ GHz测量了$38.7 \pm 4.8$ $μ$ Jy的射电通量密度，但不能限制频谱形状。我们讨论了无线电发射的可能起源，并得出结论，相干发射，恒星风，冲击和螺旋桨外流都是不太可能的解释。在LMXB中看到的喷流与观测到的无线电特性一致。我们考虑了Her X-1中喷流的存在对喷流形成机制以及具有强磁场的中子星发射喷流的影响。
2017-11-06 astro-ph.HE
The MAVERIC Survey: Variable Jet-Accretion Coupling in Luminous Accreting Neutron Stars in Galactic Globular Clusters
在低质量的X射线双星中，吸积的中子星显示出外流--有时是喷流--以吸积黑洞的一般方式。然而，对于中子星，吸积流（由X射线追踪）和流出流和/或喷流（由射电辐射追踪）之间的定量联系，除了一般观察到中子星在给定的X射线光度下的射电较暗之外，人们对它们的了解要少得多。我们利用银河系球状星团深MAVERIC射电连续巡天的数据，对我们巡天中的六颗发光（LX> 10^34 erg/s）持久中子星X射线双星以及另外两个也被我们的数据捕获的瞬变系统进行了系统的射电和X射线研究。我们发现这些中子星X射线双星的射电光度范围比以前观测到的还要大。特别是，在L_X ~ 3 × 10^34 erg/s的静止期，已确认的Terzan 6中的中子星双星GRS 1747- 312位于黑洞射电/X射线相关的上包络附近，而持续吸积的中子星系统AC 211（在M15中）和X 1850 - 087（在NGC 6712中）显示出不寻常的射电变率和明亮的射电发射。我们将AC 211解释为一个模糊的“Z源”，在接近爱丁顿极限时吸积，而X1850- 087的性质很难解释，并激发了未来协调的无线电和X射线观测。总的来说，我们的研究结果表明，中子星不遵循流入和流出之间的单一关系，并确认其吸积动力学比黑洞更复杂。
2021-10-01 astro-ph.HE
Fast Radio Bursts from Interacting Binary Neutron Star Systems
最近对重复快速射电暴（FRB）的观测表明，一些FRB存在于与双星中子星（BNS）合并一致的环境中。中继器的爆发率可能非常高，发射地点可能来自磁层。我们讨论了在BNS系统中产生大量重复FRB的假设。在BNS系统合并之前的几十年到几个世纪，两颗中子星的磁层开始无情地相互作用。突然的磁重联加速粒子，粒子通过曲率辐射发射成束的相干无线电波。当这些明亮的辐射束指向地球时，FRB被检测到。这个模型预测的准周期性的爆发在两个合并的中子星的旋转周期（几十毫秒和秒，分别）以及轨道运动的周期（100秒的顺序）。随着这两颗中子星越来越近，爆发活动预计会随着时间的推移而增加。如果源足够近，重复的FRB源应该是LISA等星载探测器的引力波（GW）源，并且最终将在两颗中子星合并时被地基探测器探测到。
2020-02-22 astro-ph.HE
Radio Pulsars: The Neutron Star Population & Fundamental Physics
射电望远镜是一个独特的实验室，用于广泛的物理学和天体物理学。了解它们是如何被创造出来的，它们是如何进化的，以及我们在银河系中的什么地方找到它们，无论有没有双星伴星，都是恒星和双星进化理论的高度限制。脉冲星与最近发现的各种明显不同类别的中子星之间的关系是一个有趣的现代天体物理学难题，我们将在本综述的第一部分进行讨论。射电望远镜也因允许我们在基本层面上探索自然规律而闻名。它们充当精确的宇宙时钟，当与伴星在一个双星系统中时，为引力的精确测试提供了不可或缺的场所。射电望远镜在基础物理学中的不同应用将在第二部分讨论。最后，我们要提到新发现的一类天体，即快速射电暴，它可能与射电暴或中子星有关，也可能无关，但它们是在对后者的观测中发现的。
2016-02-24 astro-ph.HE
The rarity of repeating fast radio bursts from binary neutron star mergers
快速射电暴（FRB）是银河系外的，明亮的脉冲发射在射频与毫秒的持续时间。在观测上，FRB可以分为两类，重复FRB和非重复FRB。目前，已经发现了20个未知物理来源的重复FRB。第一个重复FRB 121102的定位和相关持久射电源的发现支持FRB是由年轻的毫秒磁星提供动力的，这些磁星可能是由大质量恒星或双星中子星合并的核心坍塌形成的。这两个形成通道可以通过双星中子星合并产生的引力波来区分。我们首先计算了加拿大氢强度测绘实验（CHIME）观测到的重复FRB的局部形成率的下限。然后，我们表明，只有一小部分（$6\%$）的重复FRB产生的年轻磁星从二中子星合并，基于引力波探测先进LIGO/室女座引力波探测器的第三次观测运行（O3）。因此，我们认为，重复的FRB更可能是由大质量恒星的核心坍缩而不是双星中子星合并产生的磁星。
2020-03-04 astro-ph.HE
Do Neutron Star Ultra-Luminous X-Ray Sources Masquerade as Intermediate Mass Black Holes in Radio and X-Ray?
本研究通过射电观测分析7个中子星超亮X射线源，发现其射电辐射极弱，不会干扰射电/X射线波段的中等质量黑洞筛选，带致密射电对应体的超亮X射线源大概率不是中子星。
2024-10-30 astro-ph.HE
Numerical modelling of the lobes of radio galaxies in cluster environments -- IV. Remnant radio galaxies
我们研究射电星系的残余相位使用三维流体动力学模拟的相对论喷流传播通过集群环境。一旦瓣达到一定长度，通过关闭射流，我们可以研究瓣和冲击的团内介质之间的能量分布如何与活动源的能量分布进行比较，以及计算残余源的同步辐射特性。我们看到，由于扰动的星团气体开始沉降回到初始的星团势中，稠密的气体流沿着残余叶后面的喷流轴被推动，使它们比浮力更快地从星团中升起。这导致增加的绝热损失和快速变暗。总通量密度和表面亮度的快速衰减可以解释在具有高通量密度极限的样品中发现的少量残余源，并可能导致分析模型高估在敏感调查中预期的残余部分，例如现在正在进行的LOFAR。
2019-10-20 astro-ph.HE
Testing the Young Neutron Star Scenario with Persistent Radio Emission Associated with FRB 121102
最近，一个重复的快速射电暴（FRB）121102已被证实是一个河外事件和一个持续的无线电对应物已被确定。虽然不排除其他可能性，但发射特性与Murase等人（2016）在理论上提出的准稳态无线电发射作为FRB和脉冲星驱动的超新星的对应物大致一致。在这里，我们约束这样一个年轻的中子星的情况下FRB 121102的模型参数。如果相关的超新星有一个常规的喷出物质量$M_{\rm ej}\gtrsim{\rm a \ few}\ M_\odot$，一个中子星的年龄$t_{\rm age} \sim 10-100 \ \rm yrs$，初始自旋周期$P_{i} \lesssim$几毫秒，和一个偶极磁场$B_{\rm dip} \lesssim {\rm a \ few} \times 10^{13} \ \rm G$可以与观测兼容。然而，在这种情况下，由于旋转供能方案中的效率问题，磁供能方案可以作为FRB能量源而受到青睐。另一方面，如果关联的超新星是一个超剥离的超新星，或者中子星是由$M_{\rm ej} \sim 0.1 \ M_\odot$的吸积引起的坍缩产生的，那么一个年龄为$t_{\rm age} \sim 1-10$的年轻中子星可能是持久的射电源，并可能产生具有下旋功率的FRB。这些可能性可以通过准稳态无线电对应物的下降率来区分。
2017-03-23 astro-ph.HE
A bright wideband radio burst from the isolated neutron star 2XMM J104608.7$-$594306
The University of Manchester（曼彻斯特大学）；The University of Oxford（牛津大学）；ASTRON, the Netherlands Institute for Radio Astronomy（荷兰射电天文研究所）；Anton Pannekoek Institute, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学安东·潘内科克研究所）；Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, The University of Sydney（悉尼大学物理学院天体物理学研究所）；ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)（引力波发现卓越研究中心）
研究发现2XMM J104608.7$-$594306发出第二个相干无线电脉冲，具有复杂形态和宽频带发射，极化分析显示高极化率，表明该中子星可能偶发无线电爆发。
2026-05-01 astro-ph.HE
MeerKAT radio observations of the neutron star low-mass X-ray binary Cen X-4 at low accretion rates
半人马座X-4（Cen X-4）是一颗相对较近的中子星，低质量X射线双星，曾在1969年和1979年爆发过，但此后没有完全爆发过。由于它的邻近性和持续的静止期，它是研究静止中子星低质量X射线双星吸积与喷注耦合的主要目标。在这里，我们提出了四个MeerKAT无线电观测在1.3 GHz的Cen X-4，结合NICER和斯威夫特X射线监测。在第一次也是最敏感的观测期间，岑X-4处于完全静止的X射线状态。后来的三次观测时间较短，目标是2021年1月短暂的微弱X射线活动，这被称为“误射”爆发。Cen X-4在四次MeerKAT观测中均未被探测到。我们把这些无线电非检测的X射线-无线电光度图，提高了两个光度之间的相关性，从早期的静态无线电研究的约束。我们证实了在相同的X射线光度下，Cen X-4比过渡毫秒脉冲星PSR J 1023 +0038射电更暗。我们讨论了在低X射线光度吸积中子星的无线电行为更一般，最后评论未来的观测活动。
2022-08-22 astro-ph.HE
Modelling the `outliers' track of the radio--X-ray correlation in X-ray binaries based on disc-corona model
本文对一个低硬态的黑洞X射线双星（BHB）样品发现了普适的射电-X射线关联（F_R \propto F_X^{b}，b~0.5-0.7），它可以用喷流和辐射无效平流主导吸积流的耦合模型来粗略地解释。然而，在过去几年中发现了越来越多的“异常值”，这些异常值明显偏离了普遍的射电-X射线相关性，通常显示出更陡峭的相关性，指数约为1.4。基于简单的物理假设，辐射有效吸积流被推测存在于这些“离群点”。在这项工作中，我们测试这个问题的基础上建立模型的辐射效率盘电晕模型和混合射流模型的“离群值”的轨道。我们发现，我们的模型预测一个陡峭的无线电-X射线相关的斜率>~1.2的典型粘度参数α~0.05-0.2。特别是在α = 0.1的情况下，斜率为1.4，与H1743-322的观测结果吻合得很好。我们的研究结果表明，“离群值”的轨道可能是由光盘电晕模型。
2014-02-24 astro-ph.HE
New upper limits on low-frequency radio emission from isolated neutron stars with LOFAR
本文利用LOFAR在150 MHz对四颗射电宁静的孤立X射线/γ射线脉冲星进行深度搜寻，虽未探测到脉冲辐射，但给出了约1.4 mJy的严格射电流量密度上限。
2023-01-13 astro-ph.HE
Axion star collisions with Neutron stars and Fast Radio Bursts
轴子可能对宇宙的暗物质有重大贡献。有人提出，这些暗物质轴子可能会凝聚成局部的团块，称为“轴子星”。“在这篇论文中，我们认为稀释轴子星与中子星的碰撞，即所谓的“磁星”，可能是大多数观测到的快速射电暴的起源。这个想法是岩崎最初提出的一个想法的变体。然而，而不是岩崎的表面效应，我们提出了一个可能更强的体积效应所引起的诱导随时间变化的电偶极矩的中子。
2016-12-08 astro-ph.HE hep-ph
Detectability of radio afterglows from binary neutron star mergers and implications for fast radio bursts
双中子星（BNS）合并是重复和非重复快速射电暴（FRB）的起源之一，它将FRB与引力波和短伽马射线暴（GRB）联系起来。在这项工作中，我们探讨从BNS合并的无线电余辉的可探测性，并将其与所观察到的FRB余辉的无线电极限进行比较。我们计算的余辉通量由两个组件供电：一个相对论性喷流和一个较慢的各向同性喷出物，并量化的源红移，观测时间和通量灵敏度的函数的检测概率。模型参数分布采用了由GRB短余辉推断的模型参数分布，视角分布（均匀球形、引力波、轴上有偏）采用了不同的假设，以反映不同的搜索场景。假设FRB没有强波束，我们与用报告的无线电极限检测到的FRB进行比较，发现检测概率一般为1- 10%，因此考虑到小样本数（<10），对BNS祖先模型没有强约束。特别是对于一些附近的FRB（例如180916.J0158+65，190608），我们发现在合并后1- 10年在$\sim$附近达到峰值的各向同性分量的检测机会很高（在10 $μ$ Jy灵敏度下>20%）。因此，对这些天体的持续无线电辐射进行长期的无线电监测是非常重要的。
2020-08-17 astro-ph.HE
Fast radio burst repeaters produced via Kozai-Lidov feeding of neutron stars in binary systems
中子星很可能被气体、碎片和小行星带所包围。Kozai-Lidov扰动，由一个遥远的，但引力约束的同伴引起，可以触发这样的轨道物体到一个中心的紧凑物体的下落。这些效应可能导致发射快速射电暴，例如小行星在致密物体风中引起的磁尾流场。宇宙中只有少数的中子星双星系统，如中子星-主序星、中子星-白矮星、双中子星和中子星-黑洞系统，可以解释观测到的非重复FRB率。更值得注意的是，我们发现宽和近的伴星轨道分别导致非重复和重复源，并且它们允许计算几个百分比的重复和非重复源之间的比率，这与观测结果非常一致。从我们的场景中可以做出三个主要的预测，这些预测可以在未来几年进行测试：1）大多数重复者应该在10年到几十年后停止重复，因为它们的小行星带变得枯竭; 2）如果我们遇到FRB周期分布的短周期尾部，一些非重复者可能偶尔重复;（3）观测到一系列次Jansky级短射电爆发，它们是双中子星系统合并的电磁对应物。
2020-12-14 astro-ph.HE
Fast Radio Bursts: Collisions between Neutron Stars and Asteroids/Comets
快速射电暴（FRB）是新近发现的射电瞬变源。他们的高分散措施表明银河系外的起源。但由于缺乏其他波长的观测数据，它们的祖先仍然不清楚。在这里，我们建议中子星和小行星/彗星之间的碰撞作为一个有前途的机制FRB。在撞击过程中，小天体的物质穿入中子星表面后会形成一个热等离子体火球。火球内部的电离物质将沿着磁场线膨胀。来自火球顶部薄壳的相干辐射将解释所观察到的FRB。我们的方案可以合理地解释FRB的主要特征，如它们的持续时间，光度和事件率。我们认为，对于一个单一的中子星，FRB是不可能重复发生在一个可预见的时间跨度，因为这样的影响是低概率的。我们预测微弱的残余X射线辐射应该与FRB有关，但它可能太微弱而无法被工作中的探测器探测到。
2015-07-07 astro-ph.HE
Long term radio monitoring of the neutron star X-ray binary Swift J1858.6-0814
本文介绍了我们对最近发现的中子星X射线双星Swift J1858.6-0814的1.3GHz（MeerKAT）和15.5GHz（Arcminute Microkelvin Imager - Large Array，AMI-LA）射电观测的结果。在整个爆发过程中，我们观察到的无线电发射符合准持久性，自吸收喷流。此外，我们在MJD 58427和58530处看到两个耀斑。第二个耀斑允许我们将喷流的磁场和最小能量分别限制在0.2 G和5 × 10^37 erg。我们使用多频无线电数据结合Swift-BAT的数据将Swift J1858.6-0814置于无线电/X射线相关性上。我们发现，准同时的无线电和BAT数据使斯威夫特J1858.6-0814似乎弥合了环礁和Z源之间的无线电/X射线平面的差距。此外，AMI-LA在斯威夫特J1858.6-0814处于软状态时进行的观测使我们能够表明，在软状态期间的无线电发射至少被四个因素淬灭。
2022-04-04 astro-ph.HE
Modelling Thermonuclear X-ray Bursts on Accreting Neutron Stars
在低质量的X射线双星中，恒星物质在中子星上的吸积可以引发不稳定的热核闪光，称为I型X射线爆发。使用计算模型模拟这些事件可以提供有关吸积系统性质的有价值的信息。具有大型核反应网络的一维天体物理程序是目前模拟X射线爆发的最新技术。这些代码可以通过数千个核反应途径跟踪同位素的演变，以预测释放的核能和灰烬的最终成分。在这篇论文中，我广泛使用KEPLER，在这些努力的最前沿的一维代码。我首先介绍了对KEPLER爆发模型的设置和分析的改进。通过在初始条件下考虑核加热，我缩短了热老化时间，从而减少了计算费用，并产生了更一致的爆发序列。为了模拟由瞬态吸积事件引发的爆发，我用完全随时间变化的吸积率进行了第一次这样的模拟。建立在以前的努力，以模拟"时钟突发"，GS 1826 $-$ 238，我预先计算网格的3840模拟和采样的插值结果使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法。通过将预测与多历元观测进行比较，获得系统参数的后验概率分布。然后，我将这些MCMC方法扩展到纯氦爆发器，4U 1820 $-$ 30，使用168个模拟网格。最后，我讨论了未来研究的潜在改进，以进一步发展吸积中子星的计算建模。
2020-03-31 astro-ph.HE
Radio Signals from Axion Dark Matter Conversion in Neutron Star Magnetospheres
我们表明，轴子暗物质（DM）可以通过从中子星发射的窄无线电线检测。中子星的磁层拥有一个强大的磁场和等离子体频率，该频率朝着中子星表面增加。当轴子穿过磁层时，它们可以在等离子体频率等于轴子质量的半径附近的狭窄区域内共振转换为无线电光子。信号的带宽由远离中子星的小DM速度色散设定。我们解决了轴子光子混合方程，包括磁化等离子体和相关的各向异性介电张量的全面处理，以获得转换概率。我们讨论了可能的中子星目标，以及它们如何探测质量范围为~0.2-40 $μ$ eV的QCD轴子参数空间。
2018-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Radio afterglows of binary neutron star mergers: a population study for current and future gravitational wave observing runs
在对GW 170817及其多波长余辉的历史观测之后，预计将来会有更多来自中子星合并的射电余辉作为引力波螺旋信号的对应物。我们希望用我们目前从伽马射线暴科学中获得的中子星合并的知识来描述这些事件，并考虑到当前和未来的引力波和射电探测器的灵敏度。我们将合并引力波和射电余辉信号的分析模型与规定合并能量、合并周围密度和其他相关参数的布居模型结合起来。我们报告了观测量（距离，方向，余辉峰值时间/通量等）的预期分布。从未来的事件，并研究如何这些可以用来进一步探测人口的双中子星，他们的合并和相关的外流在未来的观测活动。在LIGO-Virgo合作的O3运行的情况下，三分之一的引力波探测到的合并的无线电余辉应该可以被超大阵列探测到（如果源被千诺瓦对应物定位，则可以被探测到），并且这些事件应该具有与GW 170817相似的视角。这些发现证实了无线电余辉是对这些事件的有力洞察，尽管一些关键的余辉相关技术，如合并残余物的长基线干涉测量成像，可能不再可行，因为引力波视界增加。
2019-09-09 astro-ph.HE
