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
Statistical properties magnetar bursts and FRB 121102
在本文中,我们通过添加来自Kırmızıbayrak等人(2017年)的新爆发来统计SGR J1550-5418,SGR 1806-20和SGR 1900+14的软伽马中继器(SGR)爆发。我们发现,磁星爆发的注量分布很好地描述了指数分别为1.84,1.68和1.65的SGR J1550-5418,SGR 1806-20和SGR 1900+14的幂律函数。磁星爆发的持续时间分布也呈幂律形式。同时,等待时间的分布可以描述为一个非平稳泊松过程的指数增长的发生率。这些分布特征表明磁星暴可以看作是一个自组织的临界过程。我们还将这些分布与重复的FRB 121102进行了比较。重复FRB 121102的统计性质与磁星暴相似,结合FRB 121102所需的中子星的大磁场($B\geq 10^{14}$ G),这表明FRB 121102的中心引擎可能是磁星。
2019-10-31 astro-ph.HE
FRB$-$SRB$-$XRB: Geometric and Relativistic Beaming Constraints of Fast Radio Bursts from the Galactic Magnetar SGR J1935+2154
探测到一个快速射电暴(FRB 200428),与银河磁星软伽马中继器(SGR)SGR J1935+2154的X射线暴(XRB)重合,表明磁星可以产生FRB。许多XRB已经从源头被检测到,但很少被发现与突发无线电发射有关。与此同时,一些较弱的无线电爆发已经从源中检测到,原则上可能是慢无线电爆发(SRB):在FRB喷流锥之外的视角检测到的FRB。在本文中,我们使用这些X射线和无线电观测约束的几何和相对论性的FRB的聚束因子在两个假设。首先,我们假设所有SRB都应该与FRB 200428等XRB相关联。我们使用FRB-SRB闭合关系来识别两个SRB,并推导出FRB波束必须是几何窄的,$θ_j \lesssim 10^{-2}$ rad,并遵循$θ_jΓ\sim2$。第二,我们假设对SRB的约束不太严格,不要求它们与XRB相关联。我们确定了总共7个SRB,其中5个具有高斯型光谱,并得出FRB光束因子再次遵循$θ_jΓ\sim2$。
2022-12-22 astro-ph.HE
Non-detection of fast radio bursts from six gamma-ray burst remnants with possible magnetar engines
重复快速射电暴(FRB)源FRB 121102的宿主星系与长伽马射线暴(GRB)和超亮超新星(SLSNe)的宿主星系的类比导致了这样的建议,即在GRB和SLSNe中诞生的年轻磁星可能是重复FRB的中心引擎。我们测试这样一个假设,通过执行专门的观测的六个伽玛暴的残余物的证据有一个磁星中央引擎使用阿雷西博望远镜和罗伯特C。伯德格林班克望远镜(GBT)对这些源总共进行了$\sim 20$小时的观测,没有从这些残余物中检测到任何FRB。假设所有这些GRB都留下了一个长寿的磁星,并且FRB 121102的爆发率对于磁星FRB引擎是典型的,我们估计了$8.9\times10^{-6}$的未检测概率。即使这些未检测到不能排除年轻的磁星模型的FRB,我们把这些GRB目标的FRB的爆发率和光度函数的限制。
2019-08-27 astro-ph.HE
Constraining the age of a magnetar possibly associated with FRB 121102
FRB 121102的宿主星系与长伽马射线暴和I型超亮超新星的相似性表明,这个FRB可能与年轻的磁星有关。通过假设FRB发射产生的磁层内,我们得出的磁星的年龄下限,GHz的发射后,能够自由地逃离稠密的相对论风的磁星。另一个下限是通过要求由电子/正电子对风贡献的色散测量与宿主星系的观测结果一致来获得的。此外,我们还讨论了FRB辐射的可能能量来源和最近发现的持续射电对应物,从而得出了磁星年龄的上限。其结果是,一些模型参数的约束,解决了调和的下限与可能的上限,得出与旋转能源的假设。
2017-04-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Fast Radio Burst Trains from Magnetar Oscillations
在磁星巨耀斑尾部出现的准周期振荡最初被解释为中子星(NS)地壳的扭转振荡,最近被描述为全球核+地壳扰动。类似的频率也存在于高信噪比的磁星短爆发中。在磁星中,磁场的扰动强烈耦合到NS地壳,而不管短脉冲的触发机制如何。对于与磁星短暴相关的快速射电暴(FRB)的低空磁星模型,如低扭曲模型,地壳振荡可能与环绕短暴事件中的额外射电暴相关(如最近对SGR 1935+2154的建议)。由于大的河外体积探测宽场无线电瞬变设施,这提供了研究NS地壳利用样本远多于银河系的高能磁星爆发的统计数据的子突发结构或集群列车的FRB的前景。我们探讨了区分NS状态方程模型与越来越大的未来FRB观测集的前景。较低的$l$数本征模(对应于$\sim5-50$ ms的FRB时间间隔)可能比高$l$模更不容易受到与NS地壳物理、磁场和阻尼相关的系统效应的混淆。它们可能在实用性方面更有前途,也可能证实FRB来自成熟磁星的模型。未来对这些信号的观测特征也可以确定它们是否可以作为宇宙学的“标准振荡器”来限制红移,或者当可靠的红移可用时,可以用来限制FRB产生的磁星的质量。
2020-10-28 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
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
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
Magnetars in Binaries as the Engine of Actively Repeating Fast Radio Bursts
提出统一理论框架:活跃重复快速射电暴源于双星系统中自转轴与磁轴(及轨道轴)对齐的磁星,伴星维持对齐并参与触发,可解释重复暴源的多种观测现象。
2025-10-08 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Repeating fast radio burst 20201124A originates from a magnetar/Be star binary
快速射电暴(FRB)是宇宙源发射毫秒持续时间的射电暴。尽管已经发现了数百个FRB,但它们的物理性质和中心引擎仍不清楚。法拉第旋转测度和色散测度随局域环境的变化是理解其物理本质的重要线索。最近对FRB 20201124 A自转测量的观测表明,在一天的时间尺度上有显著的变化。有趣的是,旋转测度的振荡支持局部贡献可以改变符号,这表明磁场沿视线反转。在这里,我们提出了一个物理模型,解释观察到的FRB 20201124 A的特性,并提出重复信号来自一个包含磁星和Be星与递减盘的双星系统。当磁星接近近星点时,无线电波通过Be星盘的传播自然会导致观察到的变化的旋转测量、去极化、大散射时标和法拉第转换。这项研究将促进从Be/X射线双星中寻找FRB信号。
2022-09-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Repeating Fast Radio Bursts from Magnetars with Low Magnetospheric Twist
我们分析了快速射电暴(FRB)121102的脉冲到达时间的统计,并证明它们与磁星高能短暴的统计非常相似。出于这种对应关系,我们提出,重复的FRB产生在磁星磁层的闭合场线区通过脉冲星发射机制的短脉冲。地壳滑动事件使磁力线脚点错位,引发强烈的粒子加速和电子对产生,产生类似于脉冲星极冠附近产生的相干无线电发射。我们认为,FRB 121102的能量可以很容易地占,如果坡印亭通量转换成相干无线电发射的效率是$\sim10^{-4}-10^{-2}$,值一致的经验效率的无线电发射在恒星和无线电响亮的磁星。这样的机制只能在磁星中运作,磁星的磁层已经存在低扭曲,因此封闭区域的电荷密度最初不足以屏蔽由磁场线摆动引起的电场,并且足够低,可以让$\sim 1$ GHz的无线电发射逃离磁层,这可以解释已知磁星中没有FRB。对级联人群封闭的通量管等离子体,筛选加速电场,从而限制无线电脉冲的持续时间$\sim1$毫秒。在我们的模型的框架内,在FRB 121102中的偏振角变化的电流数据集建议磁取向度$α\lesssim40^\circ$和视角$ζ$相对于自旋轴$α<ζ<180^\circ-α$。
2019-06-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
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
Repeating Fast Radio Bursts from Highly Magnetized Pulsars Travelling through Asteroid Belts
最近Spitler等人(2016)和Scholz等人(2016)报告了他们从快速射电暴(FRB)121102方向探测到的另外16个明亮的爆发。这种重复的FRB是不一致的所有灾难性事件模型提出了假设非重复FRB。在这里,我们提出了一个不同的模型,在这个模型中,高度磁化的小行星穿过其他恒星的小行星带。我们表明,一个重复的FRB可能起源于这样一个脉冲星遇到大量的小行星带。在每次脉冲星与小行星撞击期间,在小行星外部感应的电场具有如此大的平行于恒星磁场的分量,以至于电子被从小行星表面撕裂并瞬间加速到超相对论能量。这些电子沿着磁场线的后续运动将导致相干曲率辐射,这可以解释FRB的所有特性。此外,该模型可以自洽地解释FRB 121102的典型持续时间,光度和重复率的17个爆发。重复FRB源的预测发生率可能意味着我们的模型将在未来几年内进行测试。
2016-07-02 astro-ph.HE
Repeating Fast Radio Bursts from Pulsar-Asteroid Belt Collisions: Frequency Drifting and Polarization
快速射电暴是一种新的河外射电瞬变现象。有些人表现出重复的行为。最近的观察表明,一些重复的FRB(例如,FRB 121102)呈现时频下漂模式和近100个$\%$线极化。根据\citet{dai 2016}提出的重复FRB可能起源于一颗缓慢旋转的老年脉冲星与一颗恒星质量天体周围的小行星带碰撞的模型,我们重点研究了时频漂移和偏振的预测。在这种情况下,频率漂移主要是由脉冲星磁层的几何结构引起的,漂移率-频率指数为$25/17$。另一方面,通过考虑入射小行星的典型微分质量分布,我们发现质量为$m\gtrsim 10^{17}~{\rm g}$的小行星与脉冲星碰撞将提供丰富的引力能,为FRB提供动力。由于入射小行星的质量差异,预计FRB的频带会很宽。此外,我们还模拟了重复FRB的线偏振分布,对于通量比最大通量低一个数量级的FRB,用$\gtrsim$ 30 $\%$约束线偏振。
2020-10-27 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
Confronting the Magnetar Interpretation of Fast Radio Bursts Through Their Host Galaxy Demographics
我们探讨的背景下,快速射电暴(FRB)的宿主星系的人口统计和偏移分布的提示磁星祖的情况。磁星是一种中子星,具有$10^{15}$ G量级的强磁场,衰变寿命短于$10^4$年。由于它们的寿命极短,磁星应该根据它们目前的恒星形成率(SFR)遵循星系的人口统计。此外,我们假设磁星应该遵循SFR配置文件内的星系,我们假设遵循指数配置文件。我们构建了一个简单的模型,假设这些事件跟踪SFR在所有星系的磁星的宿主星系,并将其与观察到的属性从一个样本的\nsecure \安全FRB主机。我们发现在$>95\%$ c. l.处观测到的SFR的分布与模型不一致。偏移分布与这种情况是一致的,然而,这可能是由于有限的样本大小和有限的估计FRB宿主星系的有效半径。尽管最近在银河系中发现了FRB与磁星的关联,但磁星可能不是宇宙中FRB的唯一来源,但任何其他成功的模型都必须考虑到SFR中FRB宿主的人口统计及其观测到的银河系中心偏移。
2020-12-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Magnetar-Asteroid Impact Model for FRB 200428 Associated with an X-ray Burst from SGR 1935+2154
最近,一个非常明亮的快速射电暴(FRB)200428与两个亚毫秒脉冲被发现来自银河系磁星SGR 1935+2154的方向,和一个X射线爆发(XRB)的对应物被同时检测到。这些观察有利于基于磁星的走廊驱动模型。在这封信中,我们提出了与SGR 1935+2154的XRB相关的FRB 200428的不同模型,其中具有高固有速度的磁星遇到质量为$\sim10^{20}\,$ g的小行星。这颗在恒星引力场中坠落的小行星首先可能被潮汐分裂成大量半径为$\sim {\rm a\,\,few}$ × $10^{10}\,$ cm的碎片,然后被超强磁场减速到Alfv $\acute{\rm e}$ n半径附近,同时两个质量为$\sim 10^{17}\,$ g的主要碎片穿过磁场线产生两个FRB 200428脉冲。整个小行星最终沿着磁力线吸积到两极,撞击恒星表面,产生一个光子-e $^\pm$对火球,最初被困在恒星磁层中,并进一步导致XRB。我们表明,这种引力供电模型可以解释所有观察到的功能自洽。
2020-06-30 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
Galactic and cosmological fast radio bursts as scaled-up solar radio bursts
快速射电暴(FRB)是具有大色散的毫秒级射电瞬变现象。最近,FRB 200428与银河系磁星SGR 1935+2154的硬X射线耀斑在时间上重合,这支持至少有一些FRB来自磁星活动。有趣的是,来自磁星XTE J1810-197和太阳的一部分X射线耀斑也伴随着无线电爆发。银河系FRB 200428和宇宙学FRB的许多特征类似于太阳射电爆发。然而,FRB、磁星射电脉冲和太阳射电爆发之间的共同物理起源尚未确定。在这里,我们报告了太阳III型射电爆发,XTE J1810-197和银河系FRB 200428之间的X射线光度和射电光度超过20个数量级的普遍相关性。这种普遍的相关性揭示了产生X射线耀斑的高能电子和引起射电辐射的高能电子具有共同的起源,这可以对射电爆发的产生过程进行严格的限制。此外,我们发现太阳射电爆发,SGR 1935+2154和重复FRB 121102的能量,持续时间和等待时间的相似的发生频率分布,这也支持了紧密的相关性和X射线耀斑与射电爆发的时间相关。所有这些分布都可以用自组织临界性系统的雪崩模型来理解。普遍相关性和统计相似性表明,银河系FRB 200428和在宇宙学距离上看到的FRB可以被视为放大的太阳射电爆发。
2020-12-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
The game of life on a magnetar crust: from $γ$-ray flares to FRBs
提出基于元胞自动机的磁星壳层应力模型,统一解释巨型耀发、小爆发、宁静期及FRB,并用于约束中子星壳层性质。
2023-04-27 astro-ph.HE astro-ph.SR nlin.CG
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
Empirical constraints on the origin of fast radio bursts: volumetric rates and host galaxy demographics as a test of millisecond magnetar connection
重复的FRB 121102定位于$z=0.193$的低金属丰度矮星系,以及它与静止射电源的联系,表明FRB可能起源于磁星,由这些星系中不寻常的超新星形成。我们通过比较磁星出生率、FRB体积率和宿主星系的人口统计来调查这一点。我们计算可能的毫秒磁星生产渠道,如超亮超新星(SLSNe),长和短的伽马射线暴(GRB),和一般磁星生产通过核心坍缩超新星的平均体积率。对于每个通道,我们还探索了预期的主机星系人口使用其已知的属性。我们第一次确定FRB发射器的数量密度(其体积出生率和寿命的乘积),$R_{\rm FRB}τ\approx 10^4$ Gpc $^{-3}$,假设FRB主要是从类似于FRB 121102的重复源发射,并采用0.1的聚束因子。通过比较率,我们发现,通过罕见的渠道(SLSNe,伽玛暴)的生产意味着一个典型的FRB寿命为$\approx$ 30-300年,在很好的协议与其他路线的论点。在这段时间内发射的总能量与存储在磁场中的可用能量一致。另一方面,任何与正常核心坍缩超新星产生的磁星的关系都会导致$\approx$的寿命非常短,只有0.5年,这与理论和观测都相矛盾。我们表明,由于不同的宿主星系分布的不同祖通道,许多可能的来源FRB出生可以排除与$\lesssim 10$宿主星系的标识。相反,有针对性地搜索先前拥有数十年历史的SLSNe和GRB的星系可能是发现新的FRB和相关…
2017-07-11 astro-ph.CO 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
Filamentation of Fast Radio Bursts in magnetar winds
磁星是快速射电暴(FRB)最有希望的起源。通过磁星风传播的强无线电波会受到非线性效应的影响,包括调制/传播不稳定性。我们推导了磁主导对等离子体中传播的强波调制的色散关系,重点是无量纲强度参数$a_0\lesssim 1$,并讨论了FRB的影响。作为不稳定性的影响,FRB辐射强度发展垂直于风磁场方向的片。当FRB阵面扩展到不稳定性结束的半径之外时,辐射片由于衍射而散射。FRB散射时间尺度取决于磁星风的性质。在冷风中,典型的散射时间尺度是频率为$ν\sim 1{\rm\; GHz}$的$τ_{\rm sc}\sim{\rm\; μs-ms}$。散射时间尺度在低频处随着$τ_{\rm sc}\proptoν^{-2}$的缩放而增加。FRB 181112的最亮脉冲的频率依赖性加宽与这种缩放一致。从脉冲的散射时间尺度,可以估计风的洛伦兹因子大于几十。在暖风中,散射时间尺度可以接近$τ_{\rm sc}\sim{\rm\; ns}$。然后散射产生具有大带宽的所观察强度的频率调制,$Δν\sim 1/τ_{\rm sc}\gtrsim 100{\rm\; MHz}$。在FRB中观察到的宽带频率调制可能是由于温暖磁星风中的散射。
2022-01-26 astro-ph.HE physics.plasm-ph
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
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
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
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
Millisecond Magnetar Birth Connects FRB 121102 to Superluminous Supernovae and Long Duration Gamma-ray Bursts
重复的快速射电暴FRB 121102的亚弧秒定位揭示了它与矮宿主星系和稳定(“静止”)非热射电源的重合。我们发现,宿主星系的性质与长持续时间的伽马射线暴(LGRB)和贫氢超亮超新星(SLSNe-I)的性质是一致的。LGRB和SLSNe-I都曾被假设是由新形成的强磁化中子星的电磁自旋提供动力,这些中子星具有毫秒级的诞生旋转周期(“毫秒磁星”)。这促使我们考虑这样一种情况,即FRB 121102的重复爆发源于一个年轻的磁星遗迹,它嵌入在一个年轻的贫氢超新星遗迹中。通过膨胀的超新星喷出物(占光电离的旋转供电的磁星星云)的GHz的自由-自由光学深度的要求,对爆发的能量约束,以及对静态源的大小的约束都指向一个年龄不到几十年到一个世纪。静止的射电源可以归因于超新星喷出物的快速外层与祖星周围的风之间的冲击相互作用或来自磁星风星云深处的同步加速器发射。或者,射电辐射可能是一个最初离轴的LGRB喷流的孤儿余辉,尽管这可能需要源太年轻。年轻的源的年龄可以通过搜索的时间导数的分散措施和预测的静态无线电源的衰落进行测试。我们建议未来的SLSNe-I/LGRB/FRB连接的测试,如搜索FRB从附近的SLSNe-I/LGRB的时间尺度上的几十年后,他们的爆炸。
2017-03-31 astro-ph.CO 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
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