Fast Radio Burst Breakouts from Magnetar Burst Fireballs
最近发现的Mega-Jansky射电爆发与来自银河系磁星(强磁化中子星(NS))SGR 1935+2154的短X射线爆发同时发生,这为一些宇宙学快速射电暴(FRB)起源于磁星爆发的假设提供了确凿的证据。我们认为,高温$T \gtrsim 30$ keV的X射线爆发需要一个电子-正电子($e^{\pm}$)从一个被困-膨胀火球流出,污染前FRB排放NS磁层。$e^{\pm}$流出物对FRB光子是不透明的,并且被X射线爆发强烈地康普顿拖曳。然而,如果FRB发射半径大于几十个NS半径,FRB光子可以在辐射力的作用下从$e^{\pm}$流出。如果FRB较弱或X射线爆发较强,则FRB被阻塞,这可能解释了为什么没有具有巨大耀斑的FRB,也没有可检测到的X射线爆发。我们还推测,$e^{\pm}$外流可能是不可避免的FRB,解决的问题,为什么FRB只发生与高$T$ X射线爆发。突破物理是重要的约束发射机制和电磁对应未来FRB。
2020-11-20 astro-ph.HE
Broadband X-ray Burst Spectroscopy of the FRB-Emitting Galactic Magnetar
磁星是一种年轻的、由磁力驱动的中子星,拥有宇宙中最强的磁场。快速射电暴(英语:Fast Radio Burst,缩写为FRB)是一种非常强烈的毫秒长的射电脉冲,主要起源于河外星系,其成因主要集中在磁星上。磁星的一个标志性特征是它们发出明亮的、持续时间低于秒的硬X射线爆发。2020年4月27日,银河系磁星SGR J1935+2154在几个小时内发射了数百次X射线爆发。其中一个在时间上与FRB相吻合,这是银河系首次探测到FRB。在这里,我们对FRB发生前13小时发射的24个X射线爆发进行了光谱和时间分析,这些X射线爆发与NASA NICER和Fermi/GBM任务同时观测到,其综合能量范围为0.2 keV-30 MeV。这些宽带光谱允许与FRB相关的X射线爆发(FRB-X)的光谱进行直接比较。我们证明了所有24个NICER/GBM爆发在时间上非常相似,尽管在光谱上与FRB-X有显著的不同。FRB-X爆发的奇异性可能表明它的起源是一个不寻常的地方。我们认为,这一事件起源于准极性开放或封闭的磁场线,延伸到高海拔地区。
2021-01-07 astro-ph.HE
A Bayesian Framework for Constraining Magnetar Magnetic Fields from Repeating FRB Statistics
Guangxi Key Laboratory for Relativistic Astrophysics, School of Physical Science and Technology, Guangxi University(广西大学物理科学与技术学院相对论天体物理学重点实验室)
该研究开发贝叶斯框架,结合重复FRB的等待时间与能量分布统计,约束其磁星磁场,多数源符合$10^{13}$-$10^{15}$高斯磁星强度,FRB~20200120E磁场要求更低,为关联FRB特性与磁能储备提供统计方法。
2026-08-28 astro-ph.HE
Magnetars from Neutron Star--White Dwarf Mergers: Application to Fast Radio Bursts
人们普遍认为,磁星可能诞生于核心坍缩超新星(SNe)、双星中子星(BNS)或双星白矮星(BWD)的合并,或白矮星的吸积诱导坍缩(AIC)。在本文中,我们研究磁星是否也可以产生于中子星-白矮星(NSWD)合并,由FRB 180924的快速射电暴(FRB)的动机可能来自磁星出生在\cite{mar19}建议的BNS/BWD/AIC通道。通过初步的计算,我们发现,不稳定质量转移的NSWD合并可能导致NS获得一个超强的磁场通过发电机机制,由于差分旋转和对流,或可能通过磁通量守恒的情况下,一个化石场。如果NSWD合并确实可以产生磁星,那么这样的物体可以在耀斑磁星的框架内产生至少一个类似FRB 180924的FRB子集,因为NSWD合并的最终残余物的喷出物,局部环境和宿主星系类似于BNS/BWD/AIC通道。这个NSWD通道也能够很好地解释FRB 180924和FRB 180916.J0158+65的观测特性,在本地环境和宿主星系的大范围内。
2020-04-09 astro-ph.HE
"Slow" Radio Bursts from Galactic Magnetars?
最近,在银河系磁星SGR J1935+2154的一次X射线爆发中,探测到了一次快速射电暴,FRB 200428。这表明磁星可以制造FRB。另一方面,来自SGR J1935+2154的大多数X射线爆发与FRB无关。FRB-SGR-突发关联的这种罕见性的一个可能原因是FRB发射比SGR突发发射的波束窄得多。如果这样的解释是正确的,那么人们就可以期望在狭窄的发射波束之外的视角探测到射电暴。由于多普勒因子较小,这些“慢”射电暴(SRB)将具有较宽的宽度和较低的通量密度。我们推导出两个“闭合关系”来判断一个长的、亮度较低的射电暴是否是SRB。BSA LPI射电望远镜在SGR J1935+2154上探测到的2.2秒、308 μ ms、111 MHz的射电爆发可能就是这样一个SRB。FAST从同一个源探测到的2-ms,60 mJ/ms微弱爆发也可能是SRB,如果相应的FRB具有窄光谱。如果FRB波束很窄,那么来自银河系磁星的SRB应该比FRB多得多。缺乏从磁星检测到丰富的SRB将不利于所有SGR爆发与窄波束FRB相关的假设。
2020-12-23 astro-ph.HE
Multi-dimensional population modelling using frbpoppy: magnetars can produce the observed Fast Radio Burst sky
快速射电暴(FRB)是一种在整个无线电天空中频繁发生的高能、短暂、明亮的瞬变现象。观测上的挑战来自其短暂的,通常是一次性的性质,阻止了识别产生爆发的潜在来源。随着检测到的FRB数量的增加,所观察到的亮度、脉冲宽度和色散测量的分布现在开始形成。然而,对这些分布的有意义的直接解释是不可能的,因为望远镜和搜索管道总是在每次FRB调查中留下印记。在这里,我们表明,多维FRB人口合成可以找到一个单一的,自洽的人口FRB源,可以重现现实生活中的主要正在进行的FRB调查的结果。这意味着现在可以将单个观察到的分布组合起来,以导出固有FRB源群的属性。我们的一次性FRB最佳拟合模型的特点同意人口的磁星。我们推断这个模型,并预测未来调查将发现的FRB数量。对于已经开始的调查,我们在这里提出的方法已经可以确定FRB源类的组成,甚至可能是其亚群。
2021-05-19 astro-ph.HE
The FRB-SGR Connection
银河系SGR 1935 $+$ 2154与伽马射线耀斑同时发射FRB 200428的发现证明了这些现象的共同来源和关联。如果FRB无线电发射是相干曲率辐射的结果,则辐射“聚束”或波的净电荷可以从辐射场推断,而与聚束产生的机制无关。一个统计参数表明,辐射聚束必须有一个洛伦兹因子$\gtrapprox 10$。观测到的辐射频率表明,它们的相速度(方向图速度)对应于洛伦兹因子$\gtrapprox 100$。库仑排斥意味着组成这些聚束的电子可能具有更大的洛伦兹因子,受到它们的非相干曲率辐射的限制。这些电子也康普顿散射SGR的软伽马射线。在FRB 200428中,以射频相干辐射的功率超过了康普顿散射,但在更明亮的SGR爆发中,康普顿散射占主导地位,排除了高能电子的加速。这就解释了为什么在2004年12月27日SGR 1806 $-$ 20的巨大爆发中没有FRB。亮度为$\gtrsim 10^{42}$尔格/秒的SGR不发射FRB,而亮度较低的SGR可以发射FRB。像FRB 200428这样的“超级爆发”是在窄准直FRB与视线对齐时产生的;它们是不寻常的,但并不罕见,“宇宙学”FRB可能是超级爆发。
2020-11-13 astro-ph.HE
Periodic Activities of Fast Radio Burst Repeaters from Precessing Magnetars with Evolving Obliquity
本研究构建自洽的磁陀星自转演化模型,分析进动与倾角演化规律,解释FRB重复源及SGR的周期活动成因,约束其年龄范围,预测可观测概率与活动窗口演化特征,为后续观测提供检验方向。
2024-05-14 astro-ph.HE
Fast radio bursts and their high-energy counterpart from magnetar magnetospheres
最近发现的银河系快速射电暴(FRB)与来自银河系磁星SGR J 1935 +2154的X射线暴(XRB)同时发生,这意味着至少有一些FRB来自磁星活动。我们认为FRB是由磁星的地壳破裂触发的,其爆发事件率取决于地壳中的磁场强度。由于极区地壳破裂速率相对较高,因此FRB更倾向于在多极磁极方向附近触发。地壳破裂产生阿尔文波,在磁层中形成一个电荷匮乏的区域,并导致非稳态对等离子体放电。FRB是由跨磁场线的非均匀对产生的相干等离子体辐射产生的。同时,FRB相关的XRB是由外部磁场线的快速弛豫产生的。在这张照片中,与FRB 200428相关的尖峰硬X射线分量来自相邻捕获火球之间的区域,其具有高截止能量的光谱归因于共振康普顿散射。持续的X射线辐射来自磁层活动加热的热点,其温度演化受磁星表面冷却的控制。在这幅图中,磁场较强的磁星往往会产生更明亮、更频繁的重复爆发。
2021-07-14 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
Bursts before Burst: A Comparative Study on FRB 200428-associated and FRB-absent X-ray Bursts from SGR J1935+2154
伴随着一个X射线爆发,快速射电暴(FRB)FRB 200428最近被证实是来自银河系磁星软伽马中继器(SGR)SGR J1935+2154。就在FRB 200428被探测到之前和之后,500米口径球面射电望远镜(FAST)已经对SGR J1935+2154进行了8个小时的监测。从UTC 2020年4月27日23:55:00到2020年4月28日00:50:37,FAST没有探测到SGR J1935+2154的脉冲射电发射,而费米/伽马射线暴监测器在X/软$γ$ -射线波段记录了34个爆发,形成了一个独特的X射线爆发样本。在综合分析了这些FRB缺失的X射线爆发的光变曲线、时间积分和时间分辨光谱特性之后,我们将该样品与Insight-HXMT、INTEGRAL和Konus-Wind探测到的FRB相关的X射线爆发进行了比较。与FRB相关的爆发与其他X射线爆发的区别在于它的非热谱和更高的谱峰能量,但在其他方面并不典型。我们还比较了我们的X射线爆发样品的累积能量分布与第一个重复的FRB源,FRB 121102,与FRB 200428-X射线爆发协会的校准。我们发现两者之间的相似之处,提供间接支持的磁星起源的宇宙学FRB。磁星爆发的事件率密度大约是FRB 200428能量下FRB事件率密度的$\sim 150$倍。这再次表明,如果所有的FRB都起源于磁星,那么只有一小部分X射线爆发与FRB有关…
2021-01-14 astro-ph.HE
SGR-like behaviour of the repeating FRB 121102
快速射电暴(FRB)是发生在宇宙学距离上的毫秒持续时间的无线电信号。然而,FRB的物理模型是一个谜,许多模型已经被提出。在这里,我们研究了重复FRB 121102的峰值通量,注量,持续时间和等待时间的频率分布。峰值通量、注量和持续时间的累积分布呈幂律形式。等待时间分布也服从幂律分布,符合非平稳泊松过程。这些分布与软伽马重复源(SGR)的分布相似。我们还使用统计结果来测试所提出的FRB模型。这些分布与缓慢驱动的非线性耗散系统的雪崩模型的预测是一致的。
2017-02-27 astro-ph.HE
A Unified Volumetric Rate-Energy Relation from Magnetar Radio Bursts to Fast Radio Bursts
本文利用CHIME均匀样本研究磁星暴、非重复FRB和FRB 20180916B的体积率-能量关系,发现三者遵循统一的幂律关系,支持重复与非重复FRB均起源于磁星。
2025-07-22 astro-ph.HE
Two predictions for the spin down behavior of magnetar SGR J1745-2900
概述了磁星风制动的基本概念及其在磁星各种定时事件中的应用。特别讨论了银河系中心磁星SGR J1745-2900的情况。对SGR J1745-2900做出了两个预测(周期导数将首先增加然后减少;以及在不久的将来可能爆发)。
2015-03-31 astro-ph.HE
FRB 190520B embedded in a magnetar wind nebula and supernova remnant: luminous persistent radio source, decreasing dispersion measure and large rotation measure
最近,FRB 190520 B被500米口径球面射电望远镜(FAST)发现,具有最大的河外色散测量(DM)。DM超过星系际介质和银河系的贡献估计为$\sim 900$ pc cm $^{-3}$,这是近十倍高于其他快速射电暴(FRB)的主机星系。DM以每天$\sim0.1$ pc cm $^{-3}$的速率降低。它是第二个与紧凑持续射电源(PRS)相关的FRB。发现旋转度量(RM)大于$1.8 \times 10^{5} \mathrm{rad} ~\mathrm{m}^{-2}$。在这封信中,我们认为FRB 190520 B是由大质量恒星的核心坍缩形成的年轻magentar提供动力,嵌入在磁星风星云(MWN)和超新星遗迹(SNR)的复合物中。磁星的能量注入驱动MWN和SN喷出物一起演化,PRS由MWN的同步辐射产生。磁星的内部磁场为$B_{\text{int}}\sim (2-4)\times 10^{16}$ G,年龄为$t_{\text{age}}\sim 14-22$ yr。致密的SN喷出物和冲击壳贡献了所观察到的DM和RM的很大一部分。我们的模型可以很自然地同时解释FRB 190520 B的发光PRS、下降DM和极端RM。
2021-12-07 astro-ph.HE
Low-energy Radio Bursts from Magnetar XTE J1810$-$197: Implications for Fast Radio Bursts
National Centre for Radio Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research(国家射电天文中心,塔塔基础研究所);Center for Astrophysics & Space Science (CASS), NYU Abu Dhabi(天体物理学与空间科学中心,纽约大学阿布扎比分校);Department of Physics, New York University(物理系,纽约大学);Center for Cosmology and Particle Physics (CCPP, Affiliate), New York University(宇宙学与粒子物理中心(附属),纽约大学)
研究通过分析磁星XTE J1810$-$197的低能射电爆发,揭示其可能通过巨脉冲形式发射与FRB能量相当的射电爆发。
2025-12-02 astro-ph.HE
Fast Radio Bursts from Magnetars Born in Binary Neutron Star Mergers and Accretion Induced Collapse
新近诞生的磁星是推动快速射电暴(FRB)的最有希望的候选者。到目前为止,焦点一直放在罕见的核心坍缩爆炸中产生的毫秒磁星上,其动机是重复的FRB 121102的恒星形成矮宿主星系,它与超亮超新星(SLSNe)和长伽马射线暴(LGRB)的宿主非常相似。然而,长寿磁星也可能在双中子星(BNS)合并中产生,在一小部分情况下,残留物的总质量足够低,以避免坍缩成黑洞,或者在白矮星的吸积诱导坍缩(AIC)中。一个BNS FRB通道的特点是不同的主机星系和空间偏移分布比SLSNe/LGRB通道,我们预计一个类似的主机人口,虽然可能不同的AIC事件的偏移分布。我们发现,无论是BNS和AIC通道是一致的,最近报道的FRB 180924,本地化ASKAP到一个巨大的静止的宿主星系的偏移量约1.4有效半径。使用校准到FRB 121102的模型,我们对BNS合并或AIC中出生的磁星FRB源的色散测量,旋转测量和持续无线电发射进行了预测,并显示这些与FRB 180924的合理参数上限一致。根据AIC的速率,以及BNS合并留下长寿命稳定磁星的比例,与较老的恒星星族相关的重复FRB源的出生率可以与核心坍缩通道的出生率相媲美。我们还讨论了电势差在这些通道的重复性能,作为一个结果的差异,在特征质量和磁场的磁星。
2019-06-28 astro-ph.HE
Transparency of Fast Radio Burst Waves in Magnetar Magnetospheres
至少有一些快速射电暴(FRB)是由磁星产生的。尽管越来越多的观测证据指向FRB发射的磁层起源,但FRB产生的位置问题仍在争论之中。一个反对明亮的FRB起源于磁层的论点是,与FRB相关的无线电波可能在逃离磁层之前损失了大部分能量,因为在强磁场存在的情况下,$e^\pm$散射大振幅电磁波的横截面比汤普森横截面大得多。我们已经调查了这一建议,并发现,FRB辐射通过磁星的磁层的开放场线区域旅行不会遭受太大的损失,由于两个以前忽略的因素。首先,外磁层($r \gta 10^9 \ $ cm)中的等离子体可能会以高洛伦兹因子$γ_p \geq 10^3$向外流动,而外磁层中的等离子体可能是损失最严重的地方。第二,在外磁层中,波矢量和磁场矢量之间的角度$θ_B$可能为0.1弧度或更小,部分原因是强烈的FRB脉冲使开放的磁场线倾斜,使得它们与脉冲传播方向对齐。这两种效应都大大减少了FRB脉冲与等离子体之间的相互作用。我们发现,一个明亮的FRB与各向同性的光度$L_{\rm frb} \gta 10^{42} \ {\rm erg \ s^{-1}}$可以逃脱磁层毫发无损的大部分的$γ_p-θ_B$参数空间,因此得出结论,在磁星磁层FRB的产生通过这个测试。
2022-10-04 astro-ph.HE
Hyper-active repeating fast radio bursts from rotation modulated starquakes on magnetars
本文结合ETAS地震模型与RVM模型,提出磁星自转调制星震机制,解释超活跃重复FRB等待时间双峰分布及周期性缺失,并约束磁倾角与自转周期。
2025-06-09 astro-ph.HE
A fast radio burst associated with a Galactic magnetar
自2007年发现以来,人们一直致力于揭示河外毫秒级快速射电暴(FRB)的来源。一类称为磁星的中子星是FRB的主要候选源。磁星的表面磁场超过了$10^{14}$ G,其衰减为一系列高能现象提供了动力。在这里,我们提出了一个毫秒持续时间的无线电爆发银河磁星SGR 1935+2154的发现,与$1.5\pm 0.3$兆Jansky毫秒的通量。这一事件被称为ST 200428 A(=FRB 200428),于2020年4月28日由STARE 2无线电阵列在1281- 1468 MHz频段检测到。ST 200428 A中释放的各向同性等效能量是以前在类似时间尺度上观测到的任何银河系射电爆发的$4\times10^{3}$倍。ST 200428 A的能量仅比迄今为止观测到的最弱的河外FRB低40倍,并且可以说是来自与观测到的FRB样本相同的种群。ST 200428 A与X射线爆发的巧合有利于为描述同步加速器脉泽或磁星爆发和巨型耀斑提供动力的电磁脉冲的FRB开发的发射模型。ST 200428 A的发现意味着像SGR 1935+2154这样的活动磁星可以在河外距离产生FRB。像ST 200428 A这样的事件的高体积率激发了对附近星系类似爆发的专门搜索。
2020-05-21 astro-ph.HE
Precessing flaring magnetar as a source of repeating FRB 180916.J0158+65
最近,CHIME检测到重复FRB 180916.J0158+65的爆发率的周期性。在一类流行的模型中,快速射电暴(FRB)是由超活跃磁星在核心快速双极扩散的驱动下产生的巨大磁耀斑。我们指出,在这种情况下,磁星预计将在几个小时到几个星期的时间内自由进动。内部磁场$B\sim 10^{16}$ G使恒星变形,磁耀斑引起磁应力的突然变化。由此产生的惯性主轴的扭矩和位移能够产生显着的旋进幅度。耀斑FRB活动的各向异性,结合岁差,意味着一个强大的周期性调制的可见爆发率。磁星模型中的超强磁场提供了:(1)频繁的巨大耀斑所需的能量,(2)双极扩散的高速率,在时间尺度上释放出磁能,(3)核心温度$\sim 10^9$ K,可能高于中子超流性的临界温度,(4)强磁层扭矩,有效地使恒星自旋下降,(5)椭圆率为$ε> 10^{-6}$的变形,远大于旋转变形。这些条件导致了具有可忽略的粘性阻尼的进动,并且可以解释在FRB 180916.J0158+65中观察到的16天周期。
2020-04-23 astro-ph.HE
The Environment of FRB 121102 and Possible Relation to SGR/PSR J1745-2900
FRB 121102的色散(DM)和旋转(RM)测量值的变化表明色散等离子体中的磁场为$\sim$ 3- 17 mG。电子密度可以是$\sim 10^4\,$ cm $^{-3}$。观测到的时间尺度$\sim 1$年限制了等离子体云的大小。增加DM排除了涉及膨胀超新星遗迹的简单模型,非零RM排除了球对称性。DM和RM的变化可能是由于等离子体进入或离开视线的运动,或者是由于移动较慢的等离子体中电子密度的变化。FRB 121102的异常大的RM意味着一个环境,也可能是一个形成过程和来源,与其他FRB有质的不同。SGR/PSR J1745-2900的可比性和可变性RM表明其为FRB候选者。附录讨论了FRB 121102的年龄在“哥白尼原则”的背景下。
2020-12-13 astro-ph.HE
Possible Periodic Windowed Behavior in SGR1935+2154 SGR Bursts
两个重复的FRB源,FRB 180916(CHIME/FRB协作,2020 a)和FRB 121102(Rajwade等人,2020,Cruces等人,2021)在FRB检测的时间中显示周期性窗口行为(PWB)。在PWB中,事件仅发生在跨越周期的某一部分的周期性窗口内,但在许多周期期间可能不发生事件。在UT 2020年4月28日期间,软伽马爆发的两个峰值(Li等人,2021)被鉴定为具有两个FRB峰(CHIME/FRB协作,等人,2020 b)从软伽马中继器(SGR)1935+2154。由于SGR是一种磁星,这些观测结果至少在一些FRB和磁星之间建立了联系。这里的分析,它选择的周期给出最小的窗口分数,显示PWB在这个源的软伽马射线发射。对于IPN(行星际网络)仪器从2014年到2020年的161个爆发,在231 +/- 9天的周期和55%的窗口分数处出现了窗口分数与周期的明显分辨的最小值。数据仅覆盖6个突发事件,然而,周期性结果看起来相对稳健:首先,IPN具有极好的时间覆盖,并且不太可能错过这些窗口之外的突发。其次,对于各种数据子集(爆发次数明显较少),最佳或次佳测量周期与231天一致,即使在删除最丰富爆发事件的子样本中也是如此。此外,模拟表明,即使是少量的均匀随机突发也不会显示PWB,并且该结果不是由于有限的采样。明显的PWB可能有其他解释;然而,在观察到更一致的事件后,PWB的…
2021-07-26 astro-ph.HE
The Sources of Apparently Non-Repeating FRB
没有足够的灾难性事件(恒星或致密天体的坍缩、爆炸或合并)来解释宇宙学上的局部频率明显不重复的FRB,如果每个这样的灾难性事件产生一个单一的FRB。除非是由某种新奇的、未被怀疑的、但相对频繁的事件产生的,否则表面上不重复的FRB在其来源的生命周期中实际上必须重复多次。然而,没有这种罕见的重复(与已知重复的FRB的频繁活动相反)被观察到,限制了它们的重复率和活跃寿命。没有更频繁的弱,但可检测到的重复爆发在明显的非重复类似于SGR爆发的分布,巨大的爆发和较小的爆发之间有很大的差距。这表明作为源的迷你SGR比与FRB 200428相关的SGR 1935 $+$ 2154能量更高,但比没有相关FRB的SGR 1806 $-$ 20能量更低。在宇宙学距离上,它们最大的射电爆发显然是不重复的FRB,而它们的X射线和伽马射线爆发是无法探测到的。FRB 200428的最强爆发与其较小爆发之间的巨大差距类似于个别观测良好的SGR的伽马射线特性;在20倍于其实际距离的情况下,FRB 200428将是一个明显的非重复者。
2022-03-07 astro-ph.HE
Fast Radio Bursts with Narrow Beaming Angles Can Escape from Magnetar Magnetospheres
本研究证明窄波束角(约10^-2弧度或更小)的快速射电暴可显著减少磁层等离子体散射和双光子湮灭,从而成功逃逸磁星磁层,支持其磁层起源假说。
2024-10-05 astro-ph.HE
A flaring magnetar in FRB 121102?
FRB 121102的持久射电对应物估计有$N\sim 10^{52}$粒子,能量为$E_N\sim 10^{48}$ erg,大小为$R\sim 10^{17}$ cm。它可以是一个星云,由磁星(一颗中子星,由其磁能(而不是旋转能)提供能量)间歇性流出而膨胀和加热。该天体还很年轻,经常在中子星核心加速的双极扩散驱动下释放出磁耀斑能量,为星云提供能量,并产生明亮的毫秒级爆发。星云中的粒子数量与巨大耀斑的离子喷出物一致。星云中还可能含有中子星诞生数月后冻结出来的电子-正电子对$N_\pm\sim 10^{51}$;同样的机制也解释了蟹状星云中的$N_\pm$。FRB 121102周围的持续源可能是由磁星喷出物激发的磁耗散和内波加热的。由波产生的体积加热解释了星云在产生无线电辐射方面的巨大效率。重复的无线电爆发被认为发生在离磁星更近的地方,磁星闪耀的磁层将超相对论性的内部冲击驱动到磁星风中。的冲击介导的拉莫尔旋转,形成一个GHz的微波激射器所观察到的毫秒的持续时间。此外,耀斑喷出物会变得缺乏电荷,然后转化为电磁波。
2017-06-07 astro-ph.HE
A concordance picture of FRB 121102 as a flaring magnetar embedded in a magnetized ion-electron wind nebula
FRB 121102的快速射电暴重复了多次,使得能够识别其宿主星系和空间重合的,紧凑的,稳定的(“静止”)无线电同步加速器源。有人提出FRB 121102是由一颗年轻的耀斑磁星驱动的,它嵌在一颗几十年前的超新星遗迹中。使用一个随时间变化的单区模型,我们表明,一个单一的膨胀磁化电子离子星云(由相同的爆发可能负责FRB)可以解释所有的基本属性的静态源(大小,通量,自吸收约束)和大,但减少旋转措施(RM)的爆发。静态发射是由磁星风的终端激波加热的相对论热电子提供动力,而RM则来自星云演化早期注入的非相对论电子,并通过膨胀和辐射损失冷却。该模型包含几个自由参数,这是严格约束的观测:注入到星云的总能量在其历史上,$\sim 10^{50}-10^{51}$尔格,同意与毫秒磁星的磁能;磁星流出的重子负载(间歇性耀斑驱动)是接近中子星逃逸速度;预测的源年龄$\sim 10-40$年是一致的星云大小的其他限制。对于一个能量输入率$\dot{E} \propto t^{-α}$以下的磁星活动的发病,我们预测长期的RM和静态源通量,这大约遵循${\rm RM} \propto t^{-(6+α)/2}$和$F_ν \propto t^{-(α^2+7α-2)/4}$,分别衰减。
2018-11-15 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
Hybrid Pulsar-Magnetar Model for FRB 20191221A
我们发现,216.8 $\pm$ 0.1 ms的周期性报告的快速射电暴(FRB)20191221 A是非常约束的突发模型。高精度的爆发周期性(优于1/10 $^3$)和2\%的占空比(爆发持续时间和爆发间隔的比率),建议一个脉冲星样的旋转光束模型的观察活动;无线电波产生沿开放领域线内$\sim 10^7$厘米的中子星表面,和光束周期性地扫过观察者作为恒星旋转。根据这张照片,FRB 20191221 A是一个因子$\sim 10^{12}$放大版的银河系恒星,有一个主要的区别:而恒星将旋转动能转换为电磁波,20191221 A的爆发需要将磁能转换为辐射。
2023-01-05 astro-ph.HE
Periodicity in recurrent fast radio bursts and the origin of ultra long period magnetars
最近的研究表明,周期性的快速射电暴FRB 180916在其爆发活动中表现出16天的周期(可能存在混叠)。鉴于磁星被广泛认为是FRB源,这一时期被归因于磁星自旋轴或联星伴星轨道的岁差。在这里,我们做了一个简单的连接到{ \it旋转周期},一个想法的观测动机的6.7小时周期的银河系磁星候选人,1 E 161348- 5055。我们探讨了三种可能导致超长周期磁星产生的物理机制:(一)由于情节性的质量负载带电粒子风(例如,可能伴随着巨大的耀斑),(二)角动量踢从巨大的耀斑和(iii)回落导致长期持久的吸积盘。我们表明,粒子风和回退吸积可能会导致一个子集的磁星人口与超长周期,足够长,以适应FRB 180916或1 E 161348- 5055。如果得到证实,这些时期意味着磁星处于相对成熟的状态(年龄为$1-10$ kyr),并且在出生时拥有大的内部磁场$B_{\rm int}\gtrsim 10^{16}$ G。在FRB的低扭曲磁星模型中,这种长周期磁星可能在较低的各向同性等效能量下主导中继器的FRB产生,并使能量分布扩大到超出规范磁星群体的预期,这些磁星在较短的周期$P \lesssim 10$ s终止其磁活动。
2020-06-19 astro-ph.HE
A Variable X-ray Source Close to the Magnetar SGR 1935+2154
最近发现的银河系磁星SGR 1935+2154毫秒射电暴引发了关于磁星和快速射电暴(FRB)之间联系的激烈讨论。虽然SGR 1935+2154的射电爆发的某些性质与宇宙学FRB不同,但有理论模型提出磁星和FRB之间的联系(见Margalit等人的评论2020)。特别是,磁星风星云的作用包括在一些模型中,因此值得更详细地研究SGR 1935+2154的X射线环境。在这里,我们报告的发现X射线瞬态功能SGR 1935+2154使用档案钱德拉数据,并讨论其可能的起源。
2020-06-10 astro-ph.HE
On the Distance of SGR 1935+2154 Associated with FRB 200428 and Hosted in SNR G57.2+0.8
由于探测到了一个非常明亮的快速射电暴(FRB)200428,它与来自磁星软伽马射线中继器(SGR)1935 + 2154的硬X射线对应物有关,因此可以重新测量可能存在于超新星遗迹(SNR)G57.2+0.8中的SGR 1935+2154的距离。在SGR和SNR物理相关的假设下,本文通过研究银河系前景介质和本地环境对FRB的色散测度,并结合其他观测约束条件,我们发现SGR 1935+的距离2154结果是$9.0\pm2.5\,$ kpc,SNR半径落入$10$到$18\,$ pc,因为局部DM贡献低至$0-18\,$ pc cm $^{-3}$。这些结果与前人的研究结果基本一致。此外,还对法拉第旋转测度的SGR和SNR进行了估计。
2020-07-02 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
An X-Ray Burst from a Magnetar Enlightening the Mechanism of Fast Radio Bursts
快速射电暴(FRB)是一种短(毫秒)的无线电脉冲,起源于银河系外的神秘来源,迄今为止在其他能带中还没有检测到。被磁化的中子星(磁星)被认为是FRB的能量来源,但这种联系是有争议的,因为不同的能量和缺乏无线电和X射线探测具有相似的特性,在这两类。我们在这里报告AGILE卫星于2020年4月28日探测到一个X射线爆发,与银河系磁星SGR 1935+2154的非常明亮的射电爆发相吻合。AGILE在硬X射线波段(18-60 keV)探测到的爆发持续约0.5秒,它在80 keV以上被光谱截止,意味着各向同性发射能量~ $10^{40}$ erg。这一事件在许多方面都是值得注意的:它首次表明磁星可以产生X射线爆发与FRB样无线电爆发相一致;它还表明与磁星相关的FRB可能会发射磁层和无线电脉冲类型的X射线爆发,这些爆发可能会在附近的来源中发现。在这种检测的指导下,我们讨论了SGR 1935+2154在FRB的上下文中,特别是专注于重复FRB的类。基于能量学,具有场B ~ $10^{15}$ G的磁星可以为大多数重复FRB供电。附近的重复FRB提供了一个独特的机会,以巩固FRB磁星连接,我们提出了新的数据附近的FRB的X射线监测。我们的检测启发和约束的物理过程,导致FRB:与以前的预期相反,高亮度温度的无线电发射与光谱截止X射线辐射共存。
2020-05-25 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
Fast radio bursts by high-frequency synchrotron maser emission generated at the reverse shock of a powerful magnetar flare
考虑了一个快速射电暴的磁星耀斑模型。我们表明,毫秒爆发的足够的功率可以产生同步脉泽发射点燃的反向冲击传播通过弱磁化的物质,形成磁星耀斑。如果脉泽发射是在各向异性的制度(由于生产区域的几何形状或存在一个强烈的外部源的刺激光子)的持续时间的脉泽闪光是类似的磁星耀斑的持续时间,即使冲击波前半径是大的。我们的方案允许放宽对几个关键参数的要求:在生产现场的磁场强度,耀斑的亮度,和生产现场的体积洛伦兹因子。为了验证该模型的可行性,我们研究了强磁星耀斑与FRB发生率之间的统计关系。预期的比率是通过卷积的红移依赖的磁星密度与耀斑光度函数以上的FRB检测阈值确定的能量极限。我们得到,只有一小部分,$\sim10^{-5}$,强大的磁星耀斑触发FRB。这个比值与我们的估计非常吻合:我们得到磁星的$10\%$应该处于适合产生FRB的演化阶段,并且所有耀斑中只有$10^{-4}$是弱磁化的,这是高频脉泽发射的必要条件。
2022-02-16 astro-ph.HE
Fast Radio Bursts from reconnection events in magnetar magnetospheres
Lyutikov(2002年)预测“软伽马射线中继器(SGR)在爆发活动期间的无线电发射”。在时间上与银河系磁星SGR 1935+2154的高能量爆发重合的Mega-Jansky射电爆发的检测证实了这一预测。这个射电事件与快速射电暴(FRB)的相似性表明FRB是在磁星磁层内产生的。我们证明了SGR 1935+2154满足先前推导出的对FRB轨迹处物理参数的约束。相干射电辐射产生于磁层内部的$r< 100 R_{\rm NS}$。无线电发射是由尚未确认的等离子体发射过程产生的,发生在重连事件的初始阶段。
2020-05-12 astro-ph.HE
The disk precession in a Be star-magnetar binary and its application to the rotation measure of FRB 20201124A
Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学);Nanjing University(南京大学)
研究贝星-磁星双星系统中盘进动对FRB 20201124A旋转测远变化的影响
2026-02-13 astro-ph.HE
Lower Bound on the Magnetic Field Strength of a Magnetar from Analysis of SGR Giant Flares
基于磁星模型,我们详细研究了产生SGR巨耀斑的正负电子等离子体的中微子冷却过程以及磁星磁场对这些过程的影响。电子-正电子对湮灭和同步中微子发射示出这样的等离子体的中微子发射率的主要贡献。我们计算了SGR 0526- 66、SGR 1806- 20和SGR 1900+14巨耀斑长尾阶段等离子体填充区的中微子能量损失。只有在强磁场抑制中微子能量损失的情况下,这种等离子体才能发射出在SGR巨型耀斑中观察到的能量。我们已经得到了一个下限的磁场强度,并表明该值高于上限以下的磁星的磁偶极子损失的估计分析在广泛的磁星模型参数。因此,用磁星模型来解释SGR巨耀斑长尾阶段观测到的能量释放是有问题的。
2011-05-20 astro-ph.HE
Statistical properties of fast radio bursts elucidate their origins: magnetars are favoured over gamma-ray bursts
快速射电暴(FRB)是持续数毫秒的极强射电耀斑,其中大多数来自宇宙学距离的不明物体。它们可以是重复的,也可以不是。本文分析了CHIME在400-800 MHz频段观测到的18个中继器和12个非中继FRB。我们研究了FRB各向同性等效射电光度的分布,考虑K修正。从统计上看,高斯分布比幂律分布更能拟合光度分布。基于以上结果,结合观测到的FRB事件率、脉冲持续时间和射电光度,对FRB起源模型进行了评估和约束,使得伽马射线暴(GRB)可能被排除在非中继站之外,而磁星或中子星(NS)则是中继站的首选。我们还发现,一个小的FRB发射波束立体角(约0.1 sr)的必要性,从磁星,应被考虑,和/或FRB与软伽马射线中继器(SGR)的关联可能在于在一个低概率约10%。最后,讨论了由红移与色散测度的简单关系推导出的距离估计所引起的FRB光度的不确定性。
2021-04-23 astro-ph.HE
Radio Continuum Emission from the Magnetar SGR J1745-2900: Interaction with Gas Orbiting Sgr A*
我们提出了磁星SGR J1745 $-$ 2900和Sgr A* 的无线电连续光变曲线,这些光变曲线是在2012年至2014年期间通过多频率、多历元甚大阵观测获得的。在此期间,SGR J1745 $-$ 2900在2013年4月24日发生了一次强大的X射线爆发。增强的无线电发射相对于X射线峰值延迟了大约7个月。此外,磁星发射的通量密度在21至41 GHz之间的频率上波动2至4倍,其光谱指数不规则地变化。在这里,我们认为,从磁星的过量波动发射产生的相互作用的冲击产生的X射线爆发与轨道电离气体在银河系中心。在这张图片中,可变的同步辐射产生的冲压压力的变化,由于在致密的电离介质的Sgr A西酒吧的不均匀性。脉冲星以其高的横向速度穿过高度蓝移的电离介质。这意味着磁星与Sgr A* 的投影距离为$\sim0.1$ pc,并且轨道电离气体部分或主要负责朝向磁星检测到的大旋转测量。尽管预计G2云的通过会引起Sgr A* 的变化,但监测数据显示在此期间通量密度和光谱指数不变
2015-09-10 astro-ph.HE
Proper Motions and Origins of SGR 1806-20 and SGR 1900+14
我们目前的结果,从高分辨率的红外观测磁星SGR 1806 -20和SGR 1900+14超过5年,使用激光支持的自适应光学在10米凯克天文台。我们对这些磁星自行的测量提供了磁星与其祖先之间的可靠联系,并提供了磁星的年龄估计。在它们假定的关联的测量距离上,我们测量到SGR 1806-20的线性横向速度为350 +/- 100 km/s,SGR 1900+14的线性横向速度为130 +/- 30 km/s。这两颗磁星的横向速度矢量都指向远离大质量恒星的星团,巩固了它们之间的联系。假设磁星是在星团中诞生的,我们可以估计SGR 1806-20的制动指数约为1.8,SGR 1900+14的制动指数约为1.2。这是显着低于规范值n = 3预测的磁偶极子自旋下降,这表明一个替代源的耗散,如扭曲的磁层或粒子风。
2012-10-30 astro-ph.HE
Is GRB 110715A the progenitor of FRB 171209?
快速射电暴(FRB)的物理起源是未知的。由伽马射线暴(GRB)产生的年轻磁星被认为可能是FRB的核心引擎。我们通过系统地从110个FRB和1440个GRB中搜索GRB-FRB空间关联来检验这样的假设。我们发现,一个FRB事件,FRB 171209,由帕克斯望远镜发现的是与历史上的长持续时间GRB 110715 A在$z=0.82$空间重合。GRB 110715 A的余辉与毫秒磁星的动力一致。FRB 171209的河外色散测量值超过了星系际介质的贡献,这可以解释为与GRB相关的年轻超新星遗迹的贡献。总体而言,该关联的显著性为$(2.28 - 2.55) σ$。如果这种关联确实是物理的,我们的结果表明,与长伽玛暴相关的磁星可能是至少一些FRB的祖先。
2020-04-25 astro-ph.HE
Can a strong radio burst escape the magnetosphere of a magnetar?
本文研究了磁星磁层内发射快速射电暴的可能性。在其传播过程中,无线电波必须与外磁层中半径为$R=10^9$-$10^{10}\,$ cm的低密度$e^\pm$等离子体相互作用。在这个区域,磁层粒子有一个巨大的截面来散射波。结果,波与磁层强烈相互作用并压缩它,将FRB能量沉积到压缩场和散射辐射中。散射光谱延伸到$γ$射线带并触发$e^\pm$雪崩,进一步增加不透明度.这些过程阻塞FRB,不利于无线电源限制在$R\ll 10^{10}\,$ cm的情况。观测到的FRB可能是由磁层耀斑喷出物向大半径输送能量而发射的。
2021-10-18 astro-ph.HE
A note on the anti-glitch of magnetar SGR 1935+2154
据报道,磁星SGR 1935+2154具有抗干扰,伴随着快速射电暴和瞬态脉冲射电发射。在风制动模型中,这个三重事件告诉人们:(1)SGR 1935+2154没有强粒子风,可以近似为持续状态下的磁偶极子制动;(2)它的抗毛刺是由于增强的粒子风,类似于磁星中的第一次抗毛刺;(3)脉冲射电辐射可能是由于爆发时辐射束的衰减引起的,(4)粒子加速势和脉冲星死亡线的增强可能不是决定脉冲射电辐射的主要因素。
2022-12-20 astro-ph.HE
Irregularity in Active Fast Radio Burst Repeaters and Magnetar Periodic Radio Pulses: Time, Energy, and Frequency Analyses
National Yang Ming Chiao Tung University(国立阳明交通大学);National Chung Hsing University(国立中兴大学);National Tsing Hua University(国立清华大学)
本研究通过分析快速射电暴重复源和磁星周期性无线电脉冲的时间、能量和频率特征,发现两者在随机性和混沌性上相似,可能共享相同触发机制,但能量波动表现不同。
2025-12-11 astro-ph.HE
Plasma Radiation Model of Fast Radio Bursts from Magnetars
本文提出磁星耀发产生快速射电暴的相干等离子体辐射新模型,类比III型太阳射电暴,预测多波长观测特征,影响射电天文与天基天体物理。
2023-11-15 astro-ph.HE
Observation of burst activity from SGR1935+2154 associated to first galactic FRB with H.E.S.S
快速射电暴(FRB)是一种持续时间为几毫秒、亮度温度高、具有相干发射机制的射电脉冲。目前,在高频无线电波段已经探测到一些河外FRB,包括重复的FRB。对这些现象最合理的解释是磁星超耀斑。这种情况的第一个观测证据是在2020年4月获得的,当时从银河磁星和软伽马中继器SGR 1935 +2154的方向检测到了FRB。在FRB之前,Swift-BAT卫星观测到了一些软伽马射线暴,这触发了H.E.S.S.的后续计划。成像大气切伦科夫望远镜(IACT)。H.E.S.S.在STARE 2和CHIME检测FRB之前几小时,在2小时窗口内观察到SGR 1935 +2154。这些观测与INTEGRAL和Swift-BAT探测到的磁星的其他X射线爆发重叠,从而提供了在甚高能量域中处于耀斑状态的磁星的第一次观测。本文对这些观测结果进行了分析,讨论了高分辨卫星的观测结果和前景。软伽马中继器和异常X射线探测器的后续计划。
2021-08-07 astro-ph.HE
Repeating FRB 121102 : Eight-year Fermi-LAT Upper Limits and Implications
产生FRB 121102的重复快速射电暴(FRB)源最近被定位在$z=0.193$的恒星形成星系中,该星系与爆发位置的扩展射电源有关。一种可能性是,重复的FRB是由一颗新生的磁星产生的,它也为射电星云提供了动力。如果是这样,磁星可能会由于磁偶极自旋下降而产生$γ$射线发射。光度取决于磁星的自旋参数和年龄。我们处理了FRB 121102位置的八年费米LAT数据,并将$\sim 10^{-11} \ {\rm erg \ cm^{-2} \ s^{-1}}$的能量通量上限放置在间隔为六个月的时间仓中,并将八年跨度的累积能量通量上限设置为$\sim 4\times 10^{-12} \ {\rm erg \ cm^{-2} \ s^{-1}}$。对于时间分辨和时间积分分析,相应的$γ$射线光度上限分别为$\sim 10^{45} \ {\rm erg \ s^{-1}}$和$\sim 4\times 10^{44} \ {\rm erg \ s^{-1}}$。我们讨论了这些限制对年轻磁星模型的影响。
2017-05-29 astro-ph.HE
Detailed Investigations of the Dimmest Bursts from Two Magnetars, SGR J0501+4516 and SGR J1550-5418
我们应用贝叶斯块表示技术来搜索来自两个磁星的最暗的爆发:我们使用深度XMM-牛顿观测确定了SGR J 0501 +4516的320个事件,使用两个Swift/XRT指向确定了SGR J1550-5418的404个爆发。我们的样品的两个源的注量水平比早期的研究低约1-2个数量级。我们系统地研究了这些突发的形态特征和持续时间分布,因为这些属性直接从它们的贝叶斯块配置文件中获得。我们还研究了最暗爆发的光谱行为,这是基于形态类型和注量分组。我们的研究结果有助于我们进一步区分非常暗淡的爆发的持续性发射,无论是符合物理动机的连续发射模型的光谱性质。此外,我们产生了这两个磁星在最低通量制度的差分突发通量分布。
2013-10-08 astro-ph.HE
Blast Waves from Magnetar Flares and Fast Radio Bursts
年龄小于一个世纪的磁星预计会非常活跃。除了由旋转驱动的风,它们还产生频繁的磁耀斑,向风中发射强大的冲击波。这些内部的冲击波就像脉泽一样,产生具有以下性质的快速(毫秒)射电暴(FRB)。(1)GHz无线电发射发生在半径$r\sim 10^{14}$ cm处,并在观察者的时间内持续$\lesssim 1$ ms。(2)周围风中的感应散射并不能抑制射电爆发。(3)发射具有由磁星旋转轴设置的线性偏振。(4)在爆发期间,发射漂移到较低的频率,并且其持续时间在较低的频率处变宽。(5)不均匀风中的冲击波可能会发出不同的爆发;如果磁星以$\sim 1$的周期旋转,周期性可能会出现在亚毫秒的时间尺度上。然而,所观察到的FRB结构可能会在通过宿主星系的传播过程中因透镜效应而改变。(6)来自磁星的FRB预计会重复出现,只有罕见的强爆发(高达$\sim 10^{43}$ erg)或更频繁的弱爆发。(7)当一个重复的耀斑撞击到前一个耀斑尾部的风泡时,FRB就会变成明亮的闪光。它的光度可能接近超新星Ia,并持续数秒。宇宙中这些光学闪光的速率比FRB的速率低得多,但它可能超过超新星的速率。超活跃磁星在其宿主星系中的位置取决于它们的形成方式:超新星爆炸中产生的磁星将追踪恒星形成区域,而紧凑物体合并中形成的磁星将被抵消。合并磁星预计是最有活力的,特别是超活跃。
2020-03-28 astro-ph.HE
Escape of Fast Radio Bursts from magnetars' magnetospheres
讨论了快速射电暴(FRB)产生和逃逸过程中的耗散过程。在发射区需要高磁场,既考虑到FRB的整体能量,又为了抑制射电发射粒子的"正常“(非相干)辐射损失;这将发射半径限制在$\leq {\rm few} \times 10 R_{NS}$。强FRB脉冲中粒子的辐射损失可能发生在磁层的外部区域,旋转周期较长,$P\geq 1$秒。这些损失被几种效应抑制:(i)背景等离子体沿波传播方向的有质动力预加速(损耗大约减少为$γ_\parallel^{3}$:较小的频率,功率为$ \propto γ_\parallel^2$,时间尺度被拉伸,$ \propto γ_\parallel$);这种加速是非耗散的,并且在脉冲的下降部分被逆转;(二)朗道-波梅兰丘克-米格达尔效应(长辐射形成长度和随之而来的散射波的相消干涉)。在某些情况下,FRB脉冲可能在外部扰动(例如,阿尔芬波的入射脉冲):这可能会产生紫外线/软X射线脉冲,这是FRB的天鹅之歌,可能被钱德拉探测到。
2021-10-16 astro-ph.HE
Damping of Fast Radio Bursts in the Inner Magnetospheres of Magnetars
University of Maryland(马里兰大学);Dartmouth College(达特茅斯学院);Stanford University(斯坦福大学);Columbia University(哥伦比亚大学)
研究FRB在磁星内磁层中的传播,通过三维力-free电动力学模拟发现非线性三波相互作用导致FRB能量转移到Alfvén波,从而强烈衰减射电信号。
2026-06-19 astro-ph.HE
A note on the puzzling spindown behavior of the Galactic center magnetar SGR J1745-2900
SGR J1745 $-$ 2900是银河系中心附近的一颗磁星。对这个源的X射线观测发现,X射线光度的降低伴随着自旋下降速率的增强。X射线光度和自旋下降速率之间的这种负相关性很难理解。磁星的风制动模型被用来解释这种令人困惑的自旋下降行为。在磁星释放磁能的过程中,可能会产生一个质点系。其中一些粒子仍然被困在磁层中,可能有助于X射线的亮度。其余的粒子可以流出并带走中心中子星的旋转能量。较小的极帽角将导致SGR J1745 $-$ 2900的X射线光度降低和自旋下降速率增加。这颗磁星预计很快就会有一个最大的自旋速度。
2015-01-30 astro-ph.HE