Machine learning classification of CHIME fast radio bursts -- I. Supervised methods
观测上,神秘的快速射电暴(FRB)分为重复爆发和非重复爆发。虽然重复的FRB不能被归类为非重复组,但目前尚不清楚明显非重复的FRB是否实际上是重复次数尚未被发现的重复FRB,或者它们是否属于与重复的FRB在物理上不同的另一种类型。在一系列的两篇论文中,我们试图用机器学习方法解开这个谜团。在这第一篇论文中,我们专注于一系列有监督的机器学习方法。我们用第一个CHIME/FRB目录中观察到的FRB的一小部分来训练机器学习算法,告诉它们哪些是明显不重复的,哪些是重复的。然后,我们让训练好的模型用观察到的参数预测其余FRB数据的重复性,并将预测结果与观察到的重复性进行比较。我们发现这些模型可以正确预测大多数FRB,暗示了重复和非重复FRB背后的不同机制。我们还发现,两个最重要的区别因素之间的非重复和重复FRB的亮度温度和静止帧频率带宽。通过将训练好的模型应用到整个第一个CHIME目录中,我们进一步识别了一些目前报告为非重复的潜在重复FRB。我们建议将这些突发列表作为未来观测活动的目标,以使用无监督机器学习方法结合论文II中的结果搜索重复突发。
2022-11-29 astro-ph.HE
One-off and Repeating Fast Radio Bursts: A Statistical Analysis
根据探测到的爆发数量,快速射电暴(FRB)可以分为两类,即,一次性的FRB和重复的FRB。我们根据加拿大氢强度测绘实验快速射电暴计划的第一个FRB星表,对这两个类别进行了统计比较。使用Anderson-Darling,Kolmogrov-Smirnov和Energy统计检验,我们发现一次性FRB和重复FRB之间的突发特性存在显著的统计差异($p$ -值$<$ 0.001)。更具体地说,在控制距离后,我们发现,一次性的FRB的峰值亮度,平均而言,高于重复的FRB;重复的FRB的脉冲时间宽度,平均而言,长于一次性的。这些差异表明,这两个类别可能有不同的物理起源。此外,我们讨论了FRB的子群体,并提供了统计证据,以支持在一次性的FRB和重复的子群体的存在。
2022-09-28 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
Circular Polarization in two Active Repeating Fast Radio Bursts
快速射电暴(FRB)是宇宙学距离上明亮的毫秒级射电暴。只有一小部分FRB明显重复。极化是电磁信号的一个基本特性,它往往携带着关于FRB辐射过程、环境和中介介质的关键信息。在这里,我们报告的圆偏振探测两个活跃的重复FRB,即FRB 20121102A和20190520 B,与500米口径球面射电望远镜。我们在两个活跃的重复FRB中检测到圆偏振,这将具有圆偏振的重复FRB的数量增加到三个。在FRB 20121102A的一个突发中,我们检测到64%的圆偏振度。所观察到的圆极化不太可能由多径传播引起。我们的观察有利于法拉第转换或辐射机制固有的FRB源引起的圆偏振。在这两种情况下,产生圆偏振的条件必须是罕见的。
2022-12-12 astro-ph.HE
Connecting repeating and non-repeating fast radio bursts via their energy distributions
本研究通过对超高活跃度重复源FRB 20201124A进行超2000小时观测,发现其高能暴发分布与非重复FRB相似,表明非重复源可能只是重复源中的罕见暴发。
2023-06-27 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 search for hard X-ray bursts occurring simultaneously to fast radio bursts in the repeating FRB 121102
快速射电暴(FRB)的性质目前还不清楚。重复FRB提供比非重复FRB更好的机会,因为它们的同时多波长对应物可以被识别。FRB的磁星耀斑模型是最有前途的模型之一,它除了预测射电爆发外,还预测高能辐射。为了研究这种可能性,我们利用BAT的arcmin水平空间分辨率和宽视场,在所有Swift/BAT事件模式数据中寻找同时和准同时的短期硬X射线爆发,这些数据覆盖了在重复的FRB 121102中报告检测到快速射电暴的时期。我们没有发现任何显著的硬X射线爆发,同时发生的无线电爆发。我们还研究了与这些射电爆发准同时发生的潜在短X射线爆发(发生时间从数百秒到数千秒不等),并得出结论,即使是最好的候选者也与背景波动一致。因此,我们的调查得出结论,没有硬X射线爆发检测斯威夫特/BAT发生在同一时间或准同时与这些快速射电暴在重复FRB 121102。
2020-12-28 astro-ph.HE
Possible periodic activity in the repeating FRB 121102
至少有一些快速射电暴(FRB)会重复发生,这一发现排除了灾难性事件是这些特定爆发的前身。FRB~121102是研究最充分的重复FRB,但尽管对来源进行了广泛的监测,但先前尚未确定重复中的潜在模式。在这里,我们介绍了使用76米洛弗尔望远镜对FRB~121102进行射电监测的结果。使用的脉冲检测洛弗尔数据与脉冲从文献中,我们报告的周期性行为的源在五年的数据跨度的检测。我们预测,源目前是“关闭”,它应该打开“的近似MJD范围$59002-59089$(2020-06-02至2020-08-28)。这一结果,以及最近从另一个重复FRB的周期性检测,强调了需要长期监测重复FRB在一个高节奏。使用模拟,我们表明,一个需要至少100小时的望远镜的时间,后续重复FRB在0.5- 3天的节奏,以检测周期在10- 150天的范围内。如果这个周期是真实的,它表明重复的FRB在它们的活动周期中可能有很大的范围,这可能很难与中子星岁差模型相一致。
2020-04-29 astro-ph.HE
A comparison between repeating bursts of FRB 121102 and giant pulses from Crab pulsar and its applications
重复性快速射电暴(FRB)的爆发与双星的巨脉冲(GP)有一些相似之处。为了探索它们之间可能存在的联系,我们利用FRB 121102的重复观测和蟹状星云脉冲星的GPS观测研究了这两种现象的累积能量分布。我们发现GP(注量$\geq$ 130 μ ms)的幂律斜率为$2.85\pm0.10$。FRB 121102的能量分布可以很好地拟合一个光滑的破幂律函数。对于FRB 121102在断裂能(1.22 $\times 10^{37}$ erg)以上的爆发,最佳拟合斜率为$2.90_{-0.44}^{+0.55}$,类似于相同观测频率($\sim$ 1.4 GHz)下的GP指数。我们进一步讨论的物理起源的重复FRB 121102的超级GPS模型的框架。我们发现,尽管磁星暴模型更受欢迎,但包含毫秒脉冲星的超级GPS模型是可行的,并且更适合解释FRB 121102。
2020-12-14 astro-ph.HE
Detection of a bright burst from the repeating FRB 20201124A at 2 GHz
我们提出了一个明亮的爆发检测FRB 20201124 A,这是最活跃的重复FRB之一,基于S波段观测与64米射电望远镜在Usuda深空中心/JAXA。这是第一个使用日本设施观测到的FRB。我们在2022年2月在2 GHz处的探测是该FRB的最高频率,$>$ 189 Jy ms的通量是该FRB源最亮的爆发之一。我们将光谱指数$α$的上限设置为-2.14,这是由于同时检测到S波段和未检测到X波段。我们比较的事件率的检测到的突发与以前的研究,并建议的光度函数的幂律可能会被打破在较低的通量,和明亮的FRB的通量分布高达超过2 GHz的幂律对频率。此外,我们表明,在这项工作中检测到的爆发的能量密度是可比的一次性FRB的明亮的人口。我们认为重复的FRB可以像一次性FRB一样明亮,并且只有它们最亮的爆发才能被检测到,因此一些重复的FRB本质上可能被归类为一次性FRB。
2022-11-25 astro-ph.HE
Earth-mass primordial black hole mergers as sources for non-repeating FRBs
快速射电暴(FRB)是一种神秘的天文射电瞬变现象,具有极短的固有持续时间。到目前为止,它们的物理起源仍然是难以捉摸的,特别是对于非重复的FRB。强烈的启发,最近的进展可能的证据,地球质量的原始黑洞,我们重新审视模型的地球质量的原始黑洞合并的来源,非重复的FRB。在观测到的非重复FRB起源于地球质量原生黑洞合并的零假设下,我们分析了四个独立的非重复FRB样本,研究了模型参数,即原生黑洞种群电荷分布函数的典型电荷值$q_{\rm{c}}$和幂指数$α$ $ϕ(q) \propto (q/q_{\rm{c}})^{-α}$,描述了电荷在种群中的分布。$q$是以$\sqrt{G} M$为单位的空穴电荷,其中$M$是空穴质量。事实证明,该模型可以很好地解释观测数据。{假设原始黑洞的单色质谱},结合四个非重复FRB样本的拟合结果,得到了典型电荷$\bar{q}_{\rm{c}}/10^{-5}=1.59^{+0.08}_{-0.18}$的平均值和功率指数$\barα=4.53^{+0.21}_{-0.14}$。如果带电荷$q \gtrsim 10^{-6}$的原始黑洞种群的丰度大于$10^{-5}$,这远低于当前观测给出的地球质量原始黑洞丰度的上限,则可以在该模型的背景下解释非重复FRB的事件率。未来,对FRB和由地球质量的原始黑洞合并产生的高频引力波的同时探测可能会直接证实或否定这个模型。
2021-10-18 astro-ph.HE
Low-frequency Probes of the Persistent Radio Sources associated with Repeating FRBs
本研究利用uGMRT低频观测三个重复FRB,探测到与FRB 20240114A相关的持续射电源,并给出其他两个源的限制,支持PRS源于磁离子介质的观点。
2025-09-09 astro-ph.HE
Repeating FRBs reveal the secret of pulsar magnetospheric activity
本文提出重复FRBs源于脉冲星磁层中恒星震动产生的带电粒子团沿弯曲磁场外流并发生相干曲率辐射,用以解释其时频漂移、窄带及偏振特性。
2023-12-09 astro-ph.HE
A search for short-term hard X-ray bursts in the direction of the repeating FRB 121102
快速射电暴(FRB)是发生在射电波段的毫秒级射电暴,其本质至今尚未得到很好的理解。在它们未知的观测特性中,有宽带光谱和持久和瞬态多波长对应物。良好的本地化FRB为我们提供了机会,以解决这些问题的档案观测。我们在2016年10月至2017年9月期间,在档案Swift/BAT数据中,在重复FRB 121102(空间分辨率为几弧分)的方向上,在毫秒级的时间尺度上搜索了15-150 keV的硬X射线爆发。在重复的FRB方向上,我们没有发现明显的(5 $σ$)硬X射线爆发。如果假设X射线波段内潜在的X射线耀斑的光指数为2,我们导出了任何X射线爆发在1 ms时间尺度上的硬X射线(15- 150 keV)通量的上限,约为$1.01 \times 10^{-7}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$。与\emph{magnetar giant flare}相关的重复FRB的合理情况仍然远低于上限。
2019-09-23 astro-ph.HE
Symmetry Breaking in Repeating Fast Radio Bursts
重复的快速射电暴显示了毫秒时间尺度上的时间对称性破缺("悲伤的长号")。FRB 180916 B的重复发生在其16.3 d周期的频率依赖性阶段。一些模型预测,所有这些周期性重复FRB具有相同的符号的时间不对称性,而另一些预测,这两个符号的来源是同样丰富的。其他周期性调制的重复FRB的未来观测可以在此基础上区分模型。
2022-09-12 astro-ph.HE
Orbital and Precession Periods in Repeating FRB 20121102A
本文提出重复快速射电暴 FRB 20121102A 的 4.605 天周期是绕中等质量黑洞运行的供体星轨道周期,157 天周期是吸积盘进动周期。
2024-05-05 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
Memory in the Burst Occurrence of Repeating FRBs
本研究通过分析多个重复快速射电暴的等待时间统计,首次揭示了等待时间对先前时间间隔的记忆依赖性,并提出了统一描述重复与非重复FRB的机制见解。
2024-09-20 astro-ph.HE
Can repeating and non-repeating FRBs be drawn from the same population?
本研究提出模型无关框架,基于齐普夫分布解释FRB总体特征,表明重复与非重复暴可能同源于磁星,且重复比例对巡天参数不敏感。
2025-09-11 astro-ph.HE
Discovery of 30 Repeating Fast Radio Burst Sources and Uniform Population Statistics of 80 Repeating Sources from CHIME/FRB
McGill University(麦吉尔大学);University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学);California Institute of Technology(加州理工学院);Netherlands Institute for Radio Astronomy(荷兰射电天文研究所)
研究发现30个新重复快速射电暴源,揭示80个重复源的人口统计特征,发现重复源的色散措施和爆发率分布无显著演化。
2026-05-08 astro-ph.HE
Are all fast radio bursts repeating sources?
我们提出了蒙特卡罗模拟的宇宙学人口的重复快速射电暴(FRB)源,其共动密度遵循宇宙恒星形成率的历史。我们假设一个幂律模型的内在能量分布为每个重复FRB源位于一个随机选择的位置在天空中,并模拟其色散措施(DM)和传播效果沿选定的视线到各种望远镜。在一种情况下,选择脉冲之间的固有等待时间的指数分布,并且在第二种情况下,我们对观察到的脉冲到达时间进行建模以遵循威布尔分布。对于这两种模型,我们确定是否FRB源将被视为中继器的基础上,望远镜的灵敏度和时间花在后续观测。根据我们的模拟与最长FRB随访观察的比较,我们无法排除单个FRB人群的存在。然而,我们排除了FRB 171020和010724以与FRB 121102相同的速率统计重复的可能性,并且还将幂律拟合到FRB能量分布的斜率约束为$-2.0 < γ<-1.0$。重复FRB源的全天模拟意味着奇异事件的检测对应于所采用的能量分布的明亮尾端,这是由于探测体积随距离的增加以及望远镜光束中爆发的位置的组合。
2019-02-01 astro-ph.HE
Polarization properties of 128 non-repeating fast radio bursts from the first CHIME/FRB baseband catalog
本文对首个CHIME/FRB基带目录中128个非重复快速射电暴进行400–800 MHz偏振分析,揭示其法拉第旋转量、线偏振比例和偏振位置角轮廓特征,并提出一种无需宿主星系即可推导偏振FRB红移下限的新方法。
2024-05-02 astro-ph.HE
Searching for the spectral depolarisation of ASKAP one-off FRB sources
本研究分析ASKAP探测的5个一次性FRB和1个重复FRB的频谱偏振特性,搜寻去极化证据,未发现相关信号,为两类FRB的环境与源差异提供了进一步支撑。
2023-08-28 astro-ph.HE
A Search for Rotation Measure Flare Candidates in Repeating Fast Radio Bursts
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台);State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台射电天文与技术重点实验室)
本文通过多 epoch 旋转测度测量系统搜索重复快速射电暴中的旋转测度flare候选者,发现多个候选者,表明这些flare可能并非罕见,暗示了局部高动态磁化环境。
2026-04-22 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
PRECISE localizations of repeating Fast Radio Bursts
快速射电暴(FRB)是起源于河外的极其明亮和短暂的信号(持续时间为毫秒或更短)。尽管迄今为止已经发现了数百个FRB,但它们的性质仍然不清楚。FRB的精确定位可以揭示它们的宿主星系和局部环境-从而揭示导致爆发产生的物理过程。然而,到目前为止,只有少数几个联邦储备银行实现了这一目标。欧洲VLBI网络(EVN)是目前唯一能够将FRB定位到毫弧秒级别的仪器。这种精确度对于将第一个局部FRB 20121102 A与低金属量矮星系中的恒星形成区域联系起来,并将其与紧凑的持久射电源联系起来至关重要。类似地,第二个重复的FRB,20180916 B,被发现就在附近螺旋星系的一个突出的恒星形成区域的边缘之外。从2019年开始,PRECISE项目(用EVN盘精确定位重复的ChIme源)每年用EVN望远镜的子集观测数百小时,目标是定位CHIME/FRB合作发现的重复FRB。PRECISE的最终目标是解开FRB可以产生的环境。在这里,我们介绍了FRB领域的最新技术,PRECISE项目以及迄今为止实现的本地化,这些项目揭示了FRB可以发现的各种环境,这些环境对当前模型提出了挑战。
2022-06-10 astro-ph.HE
Periodic repeating fast radio bursts: interaction between a magnetized neutron star and its planet in an eccentric orbit
快速射电暴是一种神秘的瞬态现象。重复FRB的研究可能会提供有用的信息,其性质,由于其可重复检测。两个最著名的重复源是FRB 121102和180916,周期分别为157天和16.35天。以往的研究表明,FRB的周期性可能与中子星(NS)双星系统有关。在这里,我们引入了一个新的模型,提出周期性重复FRB是由于NS与其行星在一个高度椭圆轨道的相互作用。这颗行星的近星点非常接近NS,因此它每次通过近星点时都会受到潮汐力的部分干扰。在这个过程中产生的碎片可以通过阿尔文翼机制与致密星相互作用,产生FRB。该模型自然可以解释周期从几天到几百天的FRB的重复性,但它通常要求行星轨道的偏心率足够大。以FRB 121102和180916为例,结果表明,所观察到的重复行为的主要特征可以令人满意地解释。
2022-03-23 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
Revealing the Dynamic Magneto-ionic Environments of Repeating Fast Radio Burst Sources through Multi-year Polarimetric Monitoring with CHIME/FRB
本文利用CHIME/FRB对12个重复快速射电暴进行多年偏振监测,发现其旋转量变化显著且普遍强于银河系脉冲星,并据此估算了各源局域环境的视线方向磁场强度,揭示了重复FRB与脉冲星所处磁离子环境的本质差异。
2023-02-16 astro-ph.HE
Dispersion Measure Variation of Repeating Fast Radio Burst Sources
重复的快速射电暴(FRB)121102最近被定位在一个矮星系的宇宙学距离。从FRB 121102得到的每个爆发的分散测量(DM)到目前为止还没有显示出显着的演变,即使最近发现的VLA爆发有明显的增加。预计将来可能会检测到更多重复的FRB源。在这项工作中,我们调查了一系列可能的天体物理过程,可能会导致DM变化的一个特定的FRB源。这些过程包括:(1)宇宙尺度效应,如哈勃膨胀和大尺度结构涨落;(2)FRB局域效应,如气体密度涨落、超新星遗迹膨胀、脉冲星风星云和HII区;(3)等离子体透镜的传播效应。我们发现,由大尺度结构贡献的DM变化是非常小的,并且任何可观察到的DM变化可能是由FRB源本地的等离子体引起的。除了机制,产生DM随着时间的推移而减少,我们建议,在一个膨胀的超新星遗迹中的FRB源周围的近中性环境介质在减速(Sedov-Taylor和snowplow)阶段或在一个不断增长的HII区域可以引入DM增加。一些效应(例如,在HII区域中移动的FRB源或等离子体透镜)可以给出正或负DM变化。未来对FRB 121102和其他重复FRB源的DM变化的观测可以为这些源的物理起源提供重要线索。
2017-08-18 astro-ph.HE
What binary systems are the most likely sources for periodically repeating FRBs?
新发现的FRB 180916.J0158+65的周期为16.35天,为理解FRB的来源和发射机制提供了重要线索。许多模型认为周期性重复的FRB可能与至少包含一颗中子星的双星系统(NSC-FRB系统)有关。有人认为,被伴星强风“梳理”的NS可能提供一个解决方案。在“双星梳”模型的基础上,我们利用星族合成方法详细研究了伴星的性质和NSC-FRB系统的性质。我们的主要发现是:2)FRB 180916的16天周期恰好落在最可能周期范围内,这可以解释为什么FRB 180916是第一个被发现的周期性重复FRB,并且我们预计将观察到更多周期在10-30天左右的周期性重复FRB; 3)NSC-FRB系统的出生率足够大,以满足FRB 180916观测所设定的事件率要求,这支持了NSC-FRB可以为产生周期性重复的FRB提供一个重要通道的提议。
2020-06-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling Current and Future High-Cadence Surveys of Repeating FRB Populations
本文通过蒙特卡洛模拟和模拟 CHIME/FRB 观测管道,对重复 FRB 种群进行建模,推断观测完整性并预测当前约 170 个一次性源将重复,未来设施发现的重复暴数量可能在约 3 年内饱和。
2024-01-10 astro-ph.HE
Unveiling Hidden Clustering: An Unsupervised Machine Learning Study of Repeating FRB 20220912A
National Chung Hsing University(中兴大学);National Tsing Hua University(清华大学);Tohoku University(东北大学);University of the Philippines(菲律宾大学)
本研究利用无监督机器学习分析重复FRB 20220912A的八个参数,揭示了三个具有不同频谱和通量特性的爆发簇,推测可能的共同发射机制,并指出非重复体可能因观测限制被误判为重复体。
2026-01-22 astro-ph.HE
Evidence for Distinct One-Off and Repeating Subpopulations in CHIME/FRB Catalog 2
West Virginia University(西弗吉尼亚大学);National Centre for Radio Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所国家射电天体物理中心)
本研究通过SBI框架建模CHIME/FRB第二星表,发现FRB天体族包含独特的一次性源亚群,且预测重复源占比将随样本饱和降至约0.5%。
2026-10-14 astro-ph.HE
A model for the repeating FRB 121102 in the AGN scenario
快速射电暴(FRB)是一种起源不明的瞬变源。最近的无线电和光学观测提供了强有力的证据,证明这一现象的河外起源和重复FRB 121102的精确定位。使用Karl G. Jansky甚大阵(VLA)和甚长基线干涉测量(VLBI)揭示了一个连续非热射电源的存在,与矮星系中爆发的位置一致。所有这些新数据排除了先前提出的几个模型,并对新模型施加了严格的约束。我们的目标是根据活动星系核(AGN)方案中的新观测结果对FRB 121102进行建模。我们提出了一个重复的FRB模型,在该模型中,一个非稳态的相对论性$e^\pm$ -光束,加速的脉冲磁流体动力学(MHD)驱动的机制,与云在中心的恒星形成的矮星系。这种相互作用在等离子体云中产生高静电场区域,称为空穴。束流中也会产生湍流。这些过程,加上粒子的各向同性、相互作用尺度和光延迟效应,为短暂的明亮相干辐射爆发提供了必要的成分。本文所研究的机制解释了FRB 121102的一般性质,也可以应用于其他重复FRB。在空穴中加速的电子和正电子的相干辐射为FRB提供了一个合理的解释。
2017-04-26 astro-ph.HE
Repeating and Non-repeating Fast Radio Bursts from Binary Neutron Star Mergers
大多数快速射电暴(FRB)没有重复的证据,这种非重复的FRB可能产生于双中子星(BNS)合并的时间,只要BNS合并率接近目前可能范围的高端。然而,合并环境被动力喷出物污染,这可能会阻止无线电信号的传播。我们研究这一点,通过使用一个BNS合并的广义相对论模拟,并表明,喷出物出现约1毫秒后,合并的恒星的旋转速度成为最大值。因此,存在FRB信号可以到达外部的时间窗口,并且非重复FRB的短持续时间可以通过喷出物形成后的屏蔽来解释。BNS合并的一小部分可能会留下一个快速旋转和稳定的中子星,这样的物体可能是像FRB 121102这样的重复FRB的起源。我们发现,合并残留物将出现作为一个重复的FRB在一个时间尺度约1-10年,预期的属性是一致的FRB 121102的观察。我们构建了一个FRB率演化模型,包括这两个人口的重复和非重复FRB从BNS合并,并表明,检测率的重复FRB相对于非重复的搜索灵敏度的提高迅速增加。这可能解释了唯一重复的FRB 121102是通过Arecibo最敏感的FRB搜索发现的。几个预测,包括出现一个重复的FRB 1-10年后,BNS合并,是本地化的引力波和随后的电磁辐射。
2018-02-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-ray and Optical Observations of Repeating Fast Radio Bursts with VERITAS
快速射电暴(FRB)是一类令人兴奋的明亮、河外毫秒级射电瞬变现象。近年来,大视场射电望远镜的发展,使得单次爆发和重复爆发的数量迅速增加。这使得广泛的多波长后续行动,以寻找理论模型预测的潜在对应物。在银河系磁星(如SGR 1935+2154)中对类似射电瞬变的新观测继续激励着对快速光学和甚高能(VHE,>100 GeV)对应物的搜索。自2016年以来,VERITAS参与了FRB观测活动,以寻找多个重复FRB的即时光学和VHE发射。我们提出了这些新的结果,从VERITAS观测的五个重复源,包括同时采取的数据与CHIME射电望远镜观测到的爆发。
2021-08-20 astro-ph.HE
Nine New Repeating Fast Radio Burst Sources from CHIME/FRB
我们报告的发现和分析的爆发,从九个新的重复快速射电暴(FRB)源发现使用加拿大氢强度测绘实验(CHIME)望远镜。这些源跨越195至1380 pc cm $^{-3}$的色散测量(DM)范围。我们检测到两个爆发从三个新的来源,三个爆发从四个新的来源,四个爆发从一个新的来源,和五个爆发从一个新的来源。我们确定所有来源的天空坐标与$\sim$ 10 $^\prime$的不确定性。我们检测法拉第旋转措施的两个来源,值$-20(1)$和$-499.8(7)$ rad m $^{-2}$,这是大大低于RM从FRB 121102发出的突发。我们发现,DM分布的我们的事件,结合其他九个重复发现的CHIME/FRB,是无法区分的,迄今为止非重复CHIME/FRB事件。然而,如前所述,爆发宽度在统计上明显大于迄今为止非重复的CHIME/FRB事件,进一步支持了固有不同的发射机制和/或局部环境的概念。这些结果与以前的工作是一致的,虽然现在来自18个重复源CHIME/FRB在其第一年的操作中发现。我们确定候选星系,可能包含FRB 190303.J1353+48(DM = 222.4 pc cm $^{-3}$)。
2020-02-02 astro-ph.HE
Luminosity-duration relations and luminosity functions of repeating and non-repeating fast radio bursts
快速射电暴(FRB)是一种时间尺度约为毫秒的神秘射电暴。两个人口的FRB,即重复和非重复FRB,观测确定。然而,这两者之间的差异和它们的起源仍然笼罩在神秘之中。本文给出了FRB星表计划中重复和非重复FRB的时间积分亮度-持续时间($L_ν$ - $w_{\rm int,rest}$)关系和光度函数(LF)。这两个群体在具有不同LF的$L_ν$ - $w_{\rm int,rest}$平面中明显分离,即,重复的FRB具有相对较弱的$L_ν$和较长的$w_{\rm int,rest}$以及低得多的LF。与非重复FRB相反,重复FRB在$L_ν$和$w_{\rm int,rest}$之间不显示任何明确的相关性。这些结果表明,两者的物理起源本质上是不同的。重复和非重复FRB的LF的暗端高于中子星合并和白矮星的吸积诱导坍缩(AIC)的体积发生率,并与软伽马射线中继器(SGR),Ia型超新星,磁星和白矮星合并的一致。这表明了两种可能性:要么(i)微弱的非重复FRB起源于中子星合并或AIC,并且实际上在祖星的寿命期间重复,要么(ii)微弱的非重复FRB起源于SGR、Ia型超新星、磁星和白矮星合并中的任何一种。重复和非重复FRB的LF的亮端低于任何候选的祖细胞,这表明亮FRB是由非常小部分的祖细胞产生的,而不管重复如何。否则,它们可能起源于未知的祖先。
2020-04-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
An extremely active repeating fast radio burst source in a likely non-magneto-ionic environment
本文报道了GBT对重复快速射电暴FRB 20220912A的高时间分辨率观测,发现其暴发率极高且圆偏振普遍存在,结合近零旋转量推断其处于非磁离子环境,挑战了圆偏振源于磁离子环境的传统解释。
2024-09-16 astro-ph.HE
Polarisation of magnetospheric curvature radiation in repeating fast radio bursts
快速射电爆发(FRB)不仅在源之间,而且在同一个爆发之间都表现出各种各样的偏振特性。在这项工作中,我们重新审视相干曲率辐射的偏振特性,从大量的带电聚束在磁层的高度磁化中子星。已经观察到FRB具有各种偏振特征,例如高水平的圆偏振或圆偏振的符号变化。当视线在发射光束内部时(在光束上的几何形状),将出现高的线偏振,而当视线在外部时(在光束外的几何形状),将出现高的圆偏振。通过考虑两种“块状形状”(厚与薄)的情况,我们应用该模型来解释三个重复FRB(FRB 20201124A,FRB 20190520B和FRB 20121102A)的偏振特征。大多数爆发是由线性偏振和可忽略的事件有符号的圆偏振的变化,这表明这种FRB是最有可能发射的“薄”块大开角。"薄“块的更高概率对于理解重复FRB中心引擎可能是有意义的,即,火花动力学在中子星表面产生不同体积的高能束。
2022-10-10 astro-ph.HE
Sub-arcminute localization of 13 repeating fast radio bursts detected by CHIME/FRB
利用干涉技术对 CHIME/FRB 发现的 13 个重复快速射电暴进行亚角分定位,将不确定区域缩小三个数量级以上,并为其中两个暴确认了特征迥异的宿主星系。
2022-12-22 astro-ph.HE
A FRB in a Globular Cluster: Why Is This Neutron Star Different From (Almost) All Other Neutron Stars?
大多数快速射电暴(FRB)模型都是从比较常见的天体建立的:中子星、黑洞和超新星遗迹。然而,FRB源是罕见的,在银河系中发现的大多数物体都不会产生FRB。这些常见物体可能需要特殊和罕见的情况才能成为FRB的来源。最近在属于星系M81的一个球状星团中发现了一个重复的FRB,这表明一个模型涉及一颗中子星和一颗近距离双星伴星,可能是一颗白矮星;在球状星团中,中子星和近距离双星都是过剩的。磁相互作用是一个看似合理的,但未经证实的相对论粒子加速机制,可能辐射相干FRB。双中子星双星不可能是观测到的长寿命重复FRB源,但可能是寿命短得多的源,甚至可能是非重复FRB源。
2021-08-18 astro-ph.HE
Multiwavelength Radio Observations of Two Repeating Fast Radio Burst Sources: FRB 121102 and FRB 180916.J0158+65
快速射电暴(FRB)的频谱编码了关于源的局部环境、潜在的发射机制以及沿视线的介入介质的有价值的信息。我们提出了两个重复FRB源,FRB 121102和FRB 180916.J0158+65,与美国宇航局深空网络(DSN)70米射电望远镜(DSS-63和DSS-14)的长期多波长无线电监测活动的结果。FRB 121102的观测是在2.3和8.4 GHz同时进行的,在2019年9月19日至2020年2月11日之间总共持续了27.3小时。我们在FRB 121102的2.3 GHz频段探测到2个射电爆发,但在我们的任何观测中都没有发现8.4 GHz的射电发射证据。我们在2.3和8.4 GHz同时观察到FRB 180916.J0158+65,并在1.5 GHz频段分别观察到FRB 180916.J0158+65,在2019年9月19日至2020年5月14日期间共观察了101.8小时。我们对FRB 180916.J0158+65的观测跨越了多个活动周期,在此期间,该源被认为是活跃的,并覆盖了广泛的活动阶段。我们的几次观测发生在用加拿大氢强度测绘实验(CHIME)射电望远镜从400-800 MHz之间的源检测到爆发的时候。然而,在我们使用DSN射电望远镜观测期间使用的任何频率下,都没有从FRB 180916.J0158+65中检测到射电暴。我们发现,FRB 180916.J0158+65的表观活…
2020-11-18 astro-ph.HE
Limits on Optical Counterparts to the Repeating FRB 20180916B from High-speed Imaging with Gemini-N/'Alopeke
本研究利用双子座北望远镜'Alopeke 高速成像,对重复FRB 20180916B 的两次暴发未发现光学对应体,给出光学-射电流量比最严格上限,排除了类似蟹状星云脉冲星或逆康普顿辐射的前身星模型。
2023-11-15 astro-ph.HE
Spectropolarimetric variability in the repeating fast radio burst source FRB 20180301A
对重复FRB源20180301A的多历元观测发现色散量下降、法拉第旋转量变化及偏振位置角稳定,表明部分FRB前身具有动态磁离子环境。
2023-10-15 astro-ph.HE
Statistical and Temporal Analysis of Multi-component Burst-clusters from the Repeating FRB 20190520B
Institute of Astrophysics, Central China Normal University(华中师范大学天体物理研究所);Education Research and Application Center, National Astronomical Data Center(国家天文台教育研究与应用中心);Key Laboratory of Quark and Lepton Physics (Central China Normal University), Ministry of Education(教育部夸克与轻子物理重点实验室(华中师范大学));National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);Department of Astronomy, Tsinghua University(清华大学天文系);Research Center for Astronomical Computing, Zhejiang Laboratory(浙江实验室天文计算研究中心);Institute for Astronomy, School of Physics, Zhejiang University(浙江大学物理学院天体物理研究所)
研究重复FRB 20190520B的多组分爆发簇特征,发现其频谱特性与单峰爆发相似,组分分布符合自组织临界性,揭示爆发间变异性及FRB发射物理机制。
2025-12-04 astro-ph.HE
FRB Energetics and Sources
重复和非重复的快速射电暴(FRB)在占空比、能量和旋转测量上有数量级的不同。对显然不重复的FRB进行广泛监测,没有发现任何重复。这表明这两种类型在质量上不同,而不是在重复率上,并且是由不同种类的来源产生的。重复的FRB没有周期性,这说明它们不是由中子星产生的。它们可能起源于低光度黑洞吸积产生的稀释相对论喷流。不重复的FRB可能是由灾难性事件产生的,例如吸积的磁性中子星坍缩成黑洞或吸积的磁性白矮星坍缩成中子星,在此期间消失的磁矩辐射偶极子辐射,加速附近物质中的电子。如果它们是由相对论粒子或电荷“聚束”的准直光束发射的,其洛伦兹因子为$γ$,则它们的辐射被准直成立体角$\sim γ^{-2}$立体,从而降低能量需求。如果由磁重联供电,则长度为$Δt$的脉冲可以汲取体积$\sim γ^4 (c Δt)^3$中的磁能,尽管只有一小部分$\sim 1/γ^2$可以在不去准直的情况下耗散。
2019-04-30 astro-ph.HE
A search for persistent radio sources toward repeating fast radio bursts discovered by CHIME/FRB
本研究对37个CHIME/FRB重复暴进行系统射电源搜索,识别出两个候选持续射电源,并对其性质及与FRB的关联进行了探讨。
2024-11-07 astro-ph.HE
Scaling and Universality in the Temporal Occurrence of Repeating FRBs
本研究分析FAST观测的重复FRB数据,发现长等待时间遵循统一标度律,类比太阳耀斑,短间隔类比地震,揭示中子星内部过程。
2024-04-15 astro-ph.HE
Polarization properties of 28 repeating fast radio burst sources with CHIME/FRB
本文基于 CHIME/FRB 项目报告了 28 个重复快速射电暴的新 RM 测量结果,发现重复暴可分为动态和稳定 RM 环境两类,并更新了重复与非重复 FRBs 偏振特性的比较。
2024-11-13 astro-ph.HE
Proposed host galaxies of repeating fast radio burst sources detected by CHIME/FRB
本研究利用CHIME/FRB的定位数据与概率方法,搜寻第三批重复FRB源的宿主星系,识别出3个候选宿主,发现其处于绿谷过渡阶段,且重复FRB宿主可能存在偏红的色指数过剩趋势。
2023-10-02 astro-ph.HE
A universal energy distribution for FRB 121102
快速射电暴(FRB)是一种具有大色散量(DM)的毫秒级射电瞬变现象。一个突出的问题是重复的FRB和那些与一个单一的突发之间的关系。在本文中,我们研究了重复FRB 121102的能量分布。对于能量的幂律分布$dN/dE\propto E^{-α_E}$,我们表明,$α_E$的值是在一个狭窄的范围$1.6-1.8$由不同的望远镜在不同的频率,这表明一个普遍的能量分布FRB 121102观测到的爆发。有趣的是,Parkes和ASKAP观测到的非重复FRB的能量分布也具有类似的幂律指数,但是,如果FRB 121102的能量分布的斜率小于Arecibo的完全性阈值,则斜率可以达到2.2。这样一个普遍的能量分布的影响进行了讨论。
2019-07-24 astro-ph.HE
Frequency-dependent polarization of repeating fast radio bursts-implications for their origin
快速射电暴(FRB)是一种明亮的天文瞬变现象,它的偏振包含了有关其环境的重要信息。我们报告偏振测量的五个重复FRB,丰富的信号,使宽带观测与两台望远镜。发现在较低频率下的较低极化的明显趋势,这可以很好地由单参数旋转测量散射(σRM)表征,并由多径散射建模。具有较高σRM的源具有较高的RM震级和散射时标。具有最大σRM的两个源FRB 20121102 A和FRB 20190520 B与致密持久射电源有关。这些性质表明,重复的FRB附近的环境复杂,如超新星遗迹或脉冲星风星云,与它们从年轻的人口中产生的一致。
2022-03-19 astro-ph.HE