Constraining the near-source relativistic wind medium using Fast Radio Burst circular polarization data
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；The Open University of Israel（以色列开放大学）；Astrophysics Research Center of the Open university (ARCO)（以色列开放大学天体物理研究中心）；The George Washington University（乔治华盛顿大学）
研究通过斯托克斯偏振法，用快速射电暴多样的光谱时间特征探究源物理。核心方法是计算有效质量增加等。主要贡献是磁星风法拉第转换可解释观测到的圆偏振，还能约束风参数。
2026-07-01 astro-ph.HE
Polarization of Fast Radio Bursts: radiation mechanisms and propagation effects
本文在磁星框架下系统研究了快速射电暴在磁层内外不同辐射位置的内禀偏振机制与传播效应，揭示了线偏振与圆偏振的产生条件及其对观测的约束。
2023-04-06 astro-ph.HE
The propagation-induced circular polarization of fast radio bursts in relativistic plasma
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education（教育部现代天体学与天体物理重点实验室（南京大学））
该研究针对FRB圆偏振的起源问题，提出其源于相对论性等离子体的磁层传播效应，解释了观测到的低圆偏振、旋向变化及相关矛盾现象。
2026-09-04 astro-ph.HE
Repeating Fast Radio Burst: Coherent Circular Polarization By Bunches
快速射电暴（FRB）是毫秒持续时间的信号，在遥远的星系中高度分散。然而，FRB的物理起源仍然未知。聚束的相干曲率发射，例如，由星震提供动力，已经被提议用于重复的FRB。它具有理解表现出时间-频率漂移的窄带辐射的性质。最近，一个高度活跃的FRB源，即，FRB 20201124 A，据报道进入一个新的活跃插曲，并发出至少一些高度圆极化的爆发。在这项研究中，我们重新审视了偏振FRB发射，特别是研究的产生机制的高度圆偏振（CP）通过推导的内在机制和传播效应。激发带电聚束的内在机制与辐射相干性。因此，高CP可以自然地解释为结果波的相干总和，由聚束产生或散射，具有不同的相位和电矢量。在庞加莱球上发现了聚束相干极化的不同演化轨迹，这种行为可以通过未来的观测来检验。回旋共振可以导致在磁层的低海拔区域吸收R模式光子，并且如果波具有强线性偏振，则FRB应该从高海拔区域发射。法拉第转换可以产生圆偏振分量，表现出λ^3振荡，但平均CP分数仅取决于入射波，这表明可能存在高度圆偏振的入射波。如果将来检测到重复FRB的极高CP，该分析可能是受欢迎的。最后讨论了在类脉冲星磁层中大量高能束团的产生，这与FRB中心引擎的性质有关。
2022-04-20 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
On the Circular Polarisation of Repeating Fast Radio Bursts
快速旋转（例如，具有超强磁场的亚秒级中子星（或所谓磁星）是重复快速射电暴（FRB）的有希望的起源之一。在这里，我们将讨论快速旋转磁星的磁层中传播效应产生的圆偏振辐射。我们认为，偏振限制区域远远超出了光柱，这表明波模耦合效应是不可能产生强大的圆偏振快速旋转的磁星。如果次级等离子体密度高，则回旋吸收可能是显著的。然而，高度的圆极化只能在电子和正电子的大不对称性下产生。我们提请注意在当前已知重复FRB的观测中未检测到圆极化。我们认为，FRB的圆偏振可以提供关于其起源的关键信息，并有助于区分不同的辐射机制。
2021-08-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Coherent curvature radiation and Fast Radio Bursts
快速射电暴是持续数毫秒的河外射电瞬变事件，其流量为~1 GHz。我们认为这些性质暗示了一个中子星的祖先，并把重点放在相干曲率辐射作为辐射机制。我们研究的参数集的排放可以满足观测约束。即使发射是相干的，我们发现，自吸收可以限制在低射频产生的亮度，需要一个有效的再加速过程来平衡发射粒子的巨大能量损失。自吸收限制了低射频下的亮度，而相干性有利于陡峭的光学薄光谱。此外，磁几何形状必须具有高度的秩序，以获得相干曲率发射。粒子沿着它们的速度矢量发射光子，从而大大降低了逆康普顿机制。在这种情况下，我们预测，快速射电暴发射的大部分亮度在无线电波段，并没有强对应的任何其他频段。
2018-03-20 astro-ph.HE
Ninety percent circular polarization detected in a repeating fast radio burst
本研究在重复快速射电暴FRB 20201124A中探测到90.9±1.1%的极高圆偏振度，还发现线偏振位置角的快速摆动与正交跳变，为快速射电暴的物理机制提供了强约束。
2025-02-21 astro-ph.HE
Mechanism of circular polarization in giant pulses and fast radio bursts
本文通过分析蟹状星云脉冲星巨脉冲中成对出现的左右旋圆偏振纳秒射电脉冲，提出线偏振纳秒射电脉冲在极端法拉第效应和不对称对等离子体作用下沿磁力线分裂产生圆偏振的机制，并据此支持快速射电暴的磁层起源。
2024-10-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Towards solving the origin of circular polarisation in FRB 20180301A
本研究针对重复FRB 20180301A的圆偏振起源问题，基于干涉定位结果修正了其主波束探测的结论，提出贝叶斯斯托克斯拟合方法建模广义法拉第旋转效应，得到与此前差异显著的旋转量度结果，为理解其周围磁环境提供了新依据。
2024-05-19 astro-ph.HE
Propagation of a fast radio burst through a birefringent relativistic plasma
本文通过广义法拉第旋转框架分析FRB 20201124A重复爆发的频率依赖圆偏振，证明其可由线偏振信号穿过视线方向相对论等离子体产生。
2023-08-16 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Development of the spectrum of gamma-ray burst pulses influenced by the intrinsic spectral evolution and the curvature effect
探讨了假设由火球发射产生的伽马射线暴脉冲的光谱演化。结果表明，在不考虑本征辐射和洛伦兹因子的情况下，在折射率约为3的脉冲衰减阶段，由于曲率效应，积分通量与峰值能量之间存在很好的幂律关系。对于不同的本征谱演化模式，脉冲在其衰减阶段的谱略有不同，这表明它是由曲率效应主导的。在上升阶段，当本征发射光谱不变时，积分通量保持增加，而峰值能量保持不变。在该阶段内，对于硬-软本征谱，通量随峰值能量的增加而减小;对于软-硬-软本征谱，通量一般随峰值能量的增加而增加。共同运动脉冲内的固有的软到硬到软的光谱演化将产生峰值能量的脉冲状演化曲线。
2009-02-16 astro-ph.HE
Magnetospheric curvature radiation by bunches as emission mechanism for repeating fast radio bursts
自快速射电暴（FRB）被发现以来，人们一直在讨论相干曲率辐射作为FRB的辐射机制。我们在高磁化中子星磁层中带电聚束相干曲率辐射的框架内研究了重复FRB的光谱和偏振特性。光谱一般可以用多段破幂律来表征，并随着束团的移动和视线的扫掠而演化。如果视线被限制在$1/γ$的角度内的波束，则发射的波是高度线偏振的，而圆偏振度在离波束的情况下变得很强。由于磁层的几何形状，脉冲到脉冲的频谱时间特性可能是一个自然的结果。我们研究了漂移率和中心频率与它们的持续时间之间的关系。的半径到频率的映射推导和模拟内的假设，双极和四极磁配置。几何结果表明，FRB发射的场线更弯曲比开放场线的偶极几何。这表明在发射区很可能存在多极磁结构。
2021-12-07 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
Circular polarization in the optical afterglow of GRB 121024A
伽马射线暴（GRB）最有可能是由来自宇宙学距离的吸积黑洞的准直相对论流出（喷流）提供动力的。当流出物与周围介质碰撞时，会产生明亮的余辉。余辉偏振直接探测射流的磁性，当测量几分钟后爆发，和几何特性的射流和周围介质时，测量数小时到数天后爆发。在GRB 120308 A爆发后几分钟检测到的高光学偏振值表明存在源于中央引擎（GRB的动力源）的大规模有序磁场。理论模型预测，当原始喷出物中的能量迅速转移到周围介质并作为冲击波进一步传播到介质中时，后期会出现低程度的线偏振和可重复的圆偏振。在这里，我们报告的圆偏振的光学光的余辉GRB 121024A，测量0.15天后爆发的检测。我们表明，圆偏振是固有的余辉和不太可能产生的尘埃散射或等离子体传播效应。一个可能的解释是调用各向异性（而不是通常假设的各向同性）电子俯仰角分布，我们建议，需要新的模型来产生复杂的微观物理的现实冲击相对论射流。
2014-10-02 astro-ph.HE
FAST Observations of FRB 20220912A: Burst Properties and Polarization Characteristics
本研究利用FAST对FRB 20220912A开展8.67小时观测，探测到千余次爆发，测得其能量分布、谱指数、偏振等特性，揭示其洁净局地环境与圆偏振的内禀起源线索。
2023-04-28 astro-ph.HE
Fast radio burst source properties and curvature radiation model
我们利用观测到的快速射电暴（FRB）的性质和一些一般的物理考虑，提供一个广泛的刷模型的FRB源的物理性质和辐射机制。我们证明了源极区的磁场至少为10^{14}高斯。需要这个强磁场来确保电子具有足够高的基态朗道能量，使得粒子碰撞、不稳定性以及与FRB辐射相关的强电场和磁场不会干扰电子在与磁场垂直的方向上的运动并破坏它们的相干运动;相干性是由FRB辐射的高观测亮度温度所要求的。在源极区域中维持粒子运动一个波周期所需的电场估计为10^{11} esu量级。这些要求表明，FRB产生于磁星表面附近，可能是通过磁场的强制重联产生的偶发性、重复性爆发。在这些脉冲群中的波束校正能量释放估计为~10^{36}尔格，而磁场中的总能量至少为~10^{45}尔格。我们为这个模型提供了一些预测，这些预测可以通过未来的观察来检验。其中之一是短持续时间FRB样突发应该存在于更高的频率，可能高达光学。
2017-03-17 astro-ph.HE
Curvature-Radiation Geometries Across the Second CHIME/FRB Fast Radio Burst Population
Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)（圣埃斯皮里图联邦大学）；University of Cape Town（开普敦大学）；African Institute for Mathematical Sciences（非洲数学科学研究所）
利用三种曲率辐射模板对第二CHIME/FRB目录中的快速射电暴进行种群级光谱分析，发现模板能捕获主要光谱包络，但残差自相关表明需要额外物理成分描述精细结构。
2026-11-02 astro-ph.HE
Spectral lag of gamma-ray burst caused by the intrinsic spectral evolution and the curvature effect
假设γ射线暴具有内禀的“带状"谱和内禀的与能量无关的发射轮廓，我们利用脉冲模型研究了伽马射线暴（GRB）脉冲中的静止帧谱参数的演化与测量的谱滞后之间的联系。我们首先将注意力集中在峰值能量$E_{0,p}$的演化上，而忽略曲率效应的影响。发现$E_{0,p}$单独的演化可以产生所观察到的滞后。当$E_{0,p}$由硬变软时，只能观察到正滞后。在$E_{0,p}$从软到硬变化的情况下，将出现负滞后。当$E_{0,p}$和低能谱指数$α_{0}$由软到硬再到软的演化过程中，我们可以发现上述两种滞后。然后，我们研究了光谱演化和火球曲率效应的组合情况，发现观测到的光谱滞后会增加。研究了一个由15个单脉冲组成的样品，其光谱演化遵循从硬到软的规律。所有这些脉冲的滞后都是正的，这与我们的理论预测是一致的。我们的分析表明，只有内禀谱演化才能产生谱滞后，观测到的谱滞后应该是由内禀谱演化和曲率效应共同贡献的。但目前还不清楚是什么导致了光谱的演变。
2011-01-21 astro-ph.HE
Polarization properties of FRB 20201124A from detections with the 100-m Effelsberg Radio Telescope
重复的FRB源FRB 20201124 A在2021年3月和4月被发现高度活跃。我们于2021年4月9日使用Effelsberg 100米射电望远镜以1.36 GHz观测了该源，并检测到20次爆发。从我们样本中的大多数爆发中可以清楚地看到频率随时间的向下漂移。在我们的样本中，对多分量爆发进行结构最大化色散测度（DM）搜索，得到DM为411.6 $\pm$ 0.6 pc/cm $^3$。我们发现爆发的旋转测度（RM）在它们的平均值-605 rad/m $^2$附近变化，标准差为11.1 rad/m $^2$。这个RM星等比预期的银河系在这条视线（LoS）上的贡献大10倍。我们估计LoS磁场强度为4- 6 $μ$ G，假设整个宿主星系DM都对RM有贡献。进一步的偏振测量将有助于确定FRB 20201124 A的RM稳定性。这些爆发是高度线性偏振的，其中一些显示出圆偏振的迹象，这是重复FRB的第一个。它们的偏振位置角（PA）在整个突发包络上是平坦的，并且在突发之间变化。我们认为，FRB 20201124 A的不同偏振分数和PA是类似的已知磁层发射的恒星，而观察到的圆偏振，结合RM的变化，是很难解释的法拉第转换。高线性极化分数，平坦的PA，并从FRB 20201124 A突发向下漂移是类似于以前的重复源，而观察到的圆极化是一个新的中继器之间看到的行为。
2021-10-29 astro-ph.HE
Bunching Coherent Curvature Radiation in Three-Dimensional Magnetic Field Geometry: Application to Pulsars and Fast Radio Bursts
射电星和快速射电暴的极高亮温要求它们的辐射机制是相干的。聚束的相干曲率辐射作为射电暴和FRB的机制已经讨论了很长时间。假设脉冲星磁层中已经产生了聚束，我们计算了三维磁场几何条件下的相干曲率辐射谱。不同于以往的作品假设平行的轨迹和单能量的电子的能量分布，我们考虑了一个聚束，其特征在于它的长度，曲率半径的轨迹族，聚束张开角，和电子的能量分布。我们发现，聚束的曲率辐射谱具有多段破缺幂律的特征，其破缺频率取决于聚束特性和轨道结构。我们还强调，在脉冲星磁层中，只有净电荷相对于背景（Goldreich-Julian）流出的波动才能对相干辐射做出贡献。我们应用这个模型来约束观测到的光谱的恒星和FRB。对于一个典型的脉冲星（$B_p=10^{12}~{\rm G}$，$P=0.1~{\rm s}$），净电荷$δn_{\rm GJ}\sim 0.1 n_{\rm GJ}$的小波动可以提供可观测的通量。对于FRB，由于其突变性质，波动的净电荷可能更大。对于$δn_{\rm GJ}\sim n_{\rm GJ}$，需要一个具有强磁场和快速旋转的中子星来为自旋下降动力模型中的FRB提供动力。在宇宙梳模型中，这个要求不那么严格，这要归功于更大的截面和由梳理磁层的外部天体物理流形成的压缩电荷密度。
2018-10-03 astro-ph.HE
Conversion Measure of Faraday Rotation-Conversion with application to Fast Radio Bursts
法拉第旋转转换是当电磁波传播通过磁化等离子体时所有三个斯托克斯偏振参数$Q$、$U$、$V$的同时旋转。在这种情况下，法拉第等离子体屏的特征不仅仅在于旋转测量。我们定义的转换措施，表征的波长依赖的线和圆偏振之间的转换。在冷等离子体中，转换发生在沿着波的路径的局部区域，其中大尺度磁场垂直于传播方向。沿着通过屏幕的视线的这些区域的数量，以及它们对转换测量的单独贡献，可以从偏振测量中推断出来。我们认为，同时测量波长相关的线性和圆偏振可能会给一个重要的洞察FRB 121102和其他重复的快速射电暴的法拉第屏的磁场几何形状。
2019-03-11 astro-ph.HE
Testing High-latitude Curvature Effect of Gamma-Ray Bursts with {\it Fermi} Data: Evidence of Bulk Acceleration in Prompt Emission
当一个伽马射线暴（GRB）发射体突然停止发射时，观测者会接收到相对于视线而言来自高纬度的快速衰减的发射，这被称为"曲率效应“。从GRB瞬时发射光变曲线中识别这种发射将限制中央发动机的瞬时发射半径和GRB喷流的组成。我们执行一个专门的搜索高纬度的排放（HLE）通过光谱和时间分析的单脉冲爆发的样本检测到的伽马射线暴监测器上的{ \it费米}卫星。我们确定HLE从一个子样本的爆发和约束的发射半径是$R_{\rm GRB} \sim (10^{15}-10^{16})$厘米从中央引擎。一些爆发的HLE衰减速度比预测的恒定洛伦兹因子喷流，这表明发射区正在经历加速在提示发射。这支持坡印亭通量占主导地位的射流组成这些突发。这一结论与前人的瞬发光谱滞后模拟和X射线耀斑的HLE分析结果一致。
2021-12-17 astro-ph.HE hep-ph
Testing the Einstein's equivalence principle with polarized gamma-ray bursts
爱因斯坦等效原理可以通过参数化后牛顿参数来检验，其中参数$γ$通过比较不同能量光子的到达时间来约束。它受到各种天文瞬变事件的约束，如伽马射线暴、快速射电暴以及射电脉冲，其中最严格的约束是$Δγ\lesssim 10^{-15}$。在这封信中，我们考虑不同圆偏振的光的到达时间。对于线偏振光，它是两个圆偏振光的组合。如果两个圆偏振光之间的到达时间差太大，则它们的组合可能丢失线偏振。我们通过测量GRB 110721 A的偏振来约束$Δγ_{\rm p} < 1.6 \times 10^{-27}$的值，这是迄今为止所实现的最严格的约束。
2017-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Circular Polarization in Pulsars due to Curvature Radiation
相对论性等离子体（粒子或束团）的射束辐射，被约束沿着弯曲的轨道运动，发生在速度的方向。我们推广了相干曲率辐射模型，使之包含了脉冲星磁层辐射区的详细几何结构，并根据斯托克斯参数推导了偏振态。通过考虑均匀辐射和调制辐射，我们模拟了几个典型的脉冲轮廓。反对称类型的圆偏振只在发射源中存在调制或离散分布时才存在。我们的模型预测的偏振角摆动和圆偏振的符号反转之间的相关性作为一个几何性质的发射过程。
2010-01-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Generation of circular polarization of gamma ray bursts
本文讨论了在有或无背景场（如磁场）和非对易时空几何条件下，伽马射线暴（GRB）光子通过与天体粒子相互作用产生圆偏振。将GRB光子作为光子系综求解量子Boltzmann方程，讨论了圆偏振的产生（作为法拉第转换相移$Δϕ_{FC}$）的伽马射线暴在下列情况下：（i）中间相互作用，即伽马射线暴在星系团磁场和非对易时空几何中的康普顿散射，以及伽马射线暴在宇宙中微子背景中的散射，和宇宙微波背景（CMB）中的散射;（ii）激波中粒子和场的相互作用，即在磁场存在下伽玛暴与加速带电粒子的康普顿散射。我们发现：（1）在激波穿越后，高能伽玛暴的最大贡献是$Δϕ_{FC}$（GeV量级及更大）来自GRB-CMB相互作用，而对于低能GRB，星系团磁场中GRB的康普顿散射贡献占主导地位;（ii）在激波穿越过程中，磁场对伽玛暴线极化向圆极化的转换有显著影响，这种效应可以用来更好地理解冲击波中的磁场分布。本文的主要目的是强调伽玛暴圆偏振特性的研究和测量有助于我们更好地理解伽玛暴产生的物理机制及其相互作用。
2016-10-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Faraday rotation in fast radio bursts
快速射电暴（FBR）表现出高度不同的极化特性：高/小RM，高/小圆/线分数。我们勾勒出一个复杂的图片的内部部分的磁星的风偏振传播，在尺度$\sim$几个到几百个光柱半径。重点是高磁化对称对等离子体中线极化的法拉第旋转，即$\propto B^2$效应。位置角（PA）旋转速率对于穿过磁场的传播是最大的，并且仅对于平行传播消失。在高磁化状态下，$ω\ll ω_B$，它变得与磁场无关。PA（$λ$）的非常特殊的性质（旋转角与观察到的波长$λ$的比例）可以帮助识别/整理传播效应。两个基本制度对等离子体预测PA $\propto λ$和$\propto λ^3$（取决于磁优势），都是从传统的等离子体的PA = RM $ λ^2$不同。这是模型的主要预测。许多影响，所有敏感的基本参数，有助于观察到的复杂的偏振模式：沿磁场线附近的光柱，法拉第去极化，限制偏振的影响，线性-圆形转换的相关效应，和同步加速器吸收等离子体流。
2022-06-07 astro-ph.HE
Coherent inverse Compton scattering by bunches in fast radio bursts
快速射电暴（FRB）具有极高的亮度温度，这就要求其发射机制必须是“相干的”，既可以是通过聚束的一致粒子发射，也可以是通过等离子体波模或辐射振幅的指数增长。聚束机制主要在曲率辐射或回旋/同步辐射的背景下讨论。在这里，我们提出了一个家庭的模型调用相干逆康普顿散射（ICS）的聚束粒子，可能会在一个耀斑磁星的磁层内或外。耀斑期间的地壳振荡可能激发磁星表面附近的低频电磁波。这些波的X模式可以穿透磁层。磁层内电荷匮乏区域或磁层外电流片中的相对论性粒子会向上散射这些低频波，产生GHz发射，为FRB供电。ICS机制具有比曲率辐射大得多的单个电子的发射功率。这大大降低了所需程度的相干性聚束，减轻了几个批评的聚束机制的曲率辐射的背景下提出的。发射是$\sim 100\%$线性偏振的（具有发展圆偏振的可能性），在每个突发上具有恒定或变化的偏振角。该机制可以解释窄带频谱和频率下漂移模式，如在重复FRB中通常观察到的。
2021-11-12 astro-ph.HE
A fast radio burst source at a complex magnetised site in a barred galaxy
快速射电暴（FRB）是高度分散的毫秒级射电暴。最近对银河系FRB的观测表明，至少有一些FRB起源于磁星，但宇宙学FRB的起源仍然没有解决。在这里，我们报告的1863爆发的检测82小时内超过54天的重复源FRB~ 20201124 A。这些观测结果表明，法拉第旋转测量（RM），探测密度加权线的视线磁场强度，在第一个36天的个别爆发，随后是一个常数RM的不规则的短期变化。我们在超过一半的突发样本中检测到圆偏振，包括一个突发达到75%的高分数圆偏振。在分数线性和圆偏振以及偏振角作为波长的函数的振荡进行了检测。所有这些特征都为一个复杂的，动态演变的，磁化的直接环境提供了证据，该环境位于源的一个天文单位（au;地球-太阳距离）内。我们的光学观测银河大小，富含金属的宿主星系揭示了一个棒旋，与FRB源居住在一个低恒星密度，interarm区域在一个中间的银河系中心距离。这种环境与大质量恒星极端爆炸期间形成的年轻磁星引擎不一致，这种爆炸导致了长时间的伽马射线暴或超亮超新星。
2022-09-14 astro-ph.HE
The Extreme Faraday Effect in Fast Radio Bursts
本文推导了快速射电暴中发生极端法拉第效应的临界条件，预测了圆偏振符号反转、频率漂移等新特征，并提出该效应可用于探测快速射电暴源附近的致密磁化环境。
2025-03-26 astro-ph.HE
Pair separation in parallel electric field in magnetar magnetosphere and narrow spectra of fast radio bursts
当磁星的磁层受到地壳形变的扰动时，在电荷饥饿区，通过阿尔夫芬波会出现平行于磁场线的电场$E_\parallel$。电子-正电子对聚束将通过磁层中的双流不稳定性产生，并且这些对将在$E_\parallel$中经历电荷分离，同时发射相干曲率辐射。按照Yang & Zhang（2018）的方法，我们发现叠加的曲率辐射由于电荷分离而变得更窄，光谱的宽度取决于电子和正电子团簇之间的分离。这种机制可以解释FRB的窄光谱，特别是最近发现的银河系FRB 200428的光谱与银河系磁星SGR J1935+2154的硬X射线爆发有关。
2020-09-04 astro-ph.HE
The maximum luminosity of fast radio bursts
在假设快速射电暴（FRB）是由中子星磁层中磁能耗散提供能量的相干曲率辐射所产生的情况下，我们预测了最大各向同性等效光度为（~2x10^{47} erg/s）min（ρ^2，Bρ^{4/3}ν^{-2/3}），其中ρ是源区域附近的磁场线的曲率半径，单位为10 km，B是以10^{16} G为单位的局部磁场强度，ν是以GHz为单位的FRB波频率。这是因为负责加速辐射粒子的电场变得接近量子临界场强，然后在纳秒内迅速被施温格对屏蔽。未来的观测应该能够确认这种截止光度，从而提供一个独特的探测源的位置和磁场强度。我们讨论了最大光度如何影响所观察到的流量分布从同一个对象和整个FRB人口的重复爆发。
2018-10-26 astro-ph.HE
Faraday conversion in pair-symmetric winds of magnetars and Fast Radio Bursts
我们考虑在成对对称磁星风的内部，靠近光柱的偏振传播。磁场中的成对等离子体是双折射的，是一种$\propto B^2$效应。因此，这样的等离子体就像相位延迟器一样工作：斯托克斯参数在庞加莱球上遵循圆形轨迹。在高磁化状态下，$ω, \, ω_p \ll ω_B$，相应的旋转速率与磁场无关。具有色散量度DM $\sim 10^{-6}$ pc cm $^{-3}$的等离子体屏可以引起大的偏振变化，包括大的有效旋转量度（RM）。（广义）RM的频率缩放，$ \propto λ^α$，模拟了具有小相移的$α=2$的常规RM，但是可以小到$α=1$。在解释观测时，极化参数的频率标度应独立拟合。该模型提供了以下解释：（i）在FRB中观察到的大圆偏振分量，具有左右切换;（ii）大RM，具有可能的符号变化;（iii）随时间变化的偏振。相对密集和缓慢的风是必要的-在规则的风中相应的影响很小。
2022-06-08 astro-ph.HE
Jet-Structure Imprint on the Curvature Tail of Gamma-Ray Burst Prompt Emission
Nanjing University（南京大学）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education（现代天文与天体物理教育部重点实验室（南京大学））；Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；Center for Astronomical Mega-Science, Chinese Academy of Sciences（中国科学院天文大科学研究中心）；University of Bath（巴斯大学）；Institute for Astrophysics, School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院天体物理研究所）；Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（高能物理研究所粒子天体物理教育部重点实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究通过数值模型分析伽马射线暴230307A的瞬时辐射曲线转折，发现其喷流结构具有幂律翼和均匀核心的特征，揭示了喷流结构对延迟时间辐射转折的诊断作用。
2026-05-16 astro-ph.HE
The emission of Gamma Ray Bursts as a test-bed for modified gravity
伽马射线暴的极端物理条件可以构成一个有用的观测实验室，以检验涉及非常高曲率区域的引力理论。在这里，我们提出了一种曲率引擎，能够在原则上解释巨大的能量发射的伽马射线暴。具体来说，我们调查的辐射发射带电粒子的非最小耦合到引力背景高阶曲率不变量存在。这种耦合产生了一个额外的力，引起粒子的非测地线运动。这一事实允许由引力加速的粒子发出强烈的辐射。正如我们将用某些特定模型所展示的那样，能量发射与表征伽马射线暴物理学的能量发射具有相同的数量级。或者，强曲率区域可以被认为是产生高能天体物理事件的自然机制。可能的应用宇宙学进行了讨论。
2015-09-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts III: Polarization properties of FRBs 160102 & 151230
本文报道了在帕克斯射电望远镜脉冲星和河外射电暴巡天（SUPERB）中发现的两个快速射电暴（FRB）：151230和160102的偏振特性。观察到FRB 151230为6 $\pm$ 11%圆偏振和35 $\pm$ 13%线偏振，旋转测量（RM）与零一致。相反，对于RM = -221（6）rad m $^{-2}$，观察到FRB 160102具有30 $\pm$ 11%的圆偏振分数、84 $\pm$ 15%的线偏振分数以及迄今为止FRB的最高测量DM（2596.1 $\pm$ 0.3 pc cm $^{-3}$）。我们研究可能的祖先模型FRB 160102在河外，非宇宙学和宇宙学的情况。在考虑了银河系前景贡献后，我们估计低红移情况下的内禀RM为-256（9）rad m $^{-2}$，而高红移情况下的内禀RM为$\sim 2.4 \times 10^{2}$ rad m $^{-2}$。我们评估这些场景的相对可能性以及如何测试每种场景。我们还对散射度量进行了约束，并研究了散射对信号偏振位置角的影响。
2018-04-27 astro-ph.HE
Constraining the curvature-induced quantum gravity scales via gamma-ray bursts
该研究利用伽马射线暴（GRBs）观测限制曲率诱导的量子引力飞行时间效应参数，确定其能量尺度下限约为10倍普朗克能量，并指出对称破缺场景中该效应仅在特定高能下出现，为量子引力研究提供观测约束。
2025-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Spectral decoherence without depolarization in curvature radiation
Evgeni Kharadze Georgian National Astrophysical Observatory（叶夫根尼·哈拉泽格鲁吉亚国家天体物理观测站）；Ivane Javakhishvili Tbilisi State University（伊万·贾瓦希什维利第比利斯国立大学）；Andronikashvili Institute of Physics, TSU（安德罗尼卡什维利第比利斯国立大学物理研究所）
该研究针对延展极端相对论性源的曲率辐射，推导其光谱与偏振相干特性，发现光谱退相干可伴随无强去极化，或能解释特定高偏振快速射电暴。
2026-08-04 astro-ph.HE
Emission Mechanisms of Fast Radio Bursts
快速射电暴（FRB）是最近发现的一种神秘的射电单脉冲，主要来自宇宙学距离（$\sim 1$ Gpc）。它们的短持续时间（$\sim 1$ ms）和大光度证明了相干发射。我回顾了FRB相干发射机制的基本物理。特别讨论了在磁重联过程中，聚束的曲率发射、同步脉塞和变电流的无线电波发射。特别注意磁星耀斑作为最有前途的FRB的来源。非线性效应的概述，可以放置在输出辐射的功率上的界限。
2021-02-28 astro-ph.HE
Are Fast Radio Bursts Produced By Large Glitches Of Anomalous X-ray Pulsars?
异常X射线中继器（AXP）和软$γ$射线中继器（SGR）内的星震和内部相变可以产生小型收缩和脉冲星故障。在这样的收缩之后，激波从它们的表面爆发，产生热x/ $γ$射线爆发。从脉冲星极冠发射的高度相对论性偶极$e^+e^-$束发射出窄波束相干曲率辐射的快速射电暴（FRB），如果它们指向地球的方向，就可以看到。虽然这些表面x/ $γ$射线爆发是各向同性的，并且比FRB的能量高出许多数量级，但它们只能被目前的全天空X射线和$γ$射线监测器从我们的星系和非常接近的星系中检测到。
2020-10-20 astro-ph.HE
On the magnetospheric origin of Repeating Fast Radio Bursts
在SGR 1935+2154中新发现了一个明亮的射电爆发，它具有类似FRB的时间和频率特性，表明FRB起源于中子星/磁星磁层。我们提出了一个解释的时间和频率特性的子脉冲的重复FRB的基础上的通用几何结构的框架内的电荷聚束相干曲率辐射在磁层的NS。射电爆发中的子脉冲来自于沿不同磁场线运动的带电粒子束。它们的辐射束在视线上扫过的时间略有不同，而那些在更弯曲的部分辐射的人往往会更早地被看到，频率也更高。然而，通过考虑在稍微不同的时间产生的聚束，我们发现也有一个小的概率，从弯曲程度较低的部分发射被看到更早。通过推导磁层中电加速度场的各种形式，模拟了磁层电加速度场的时频结构。这种结构的子脉冲是一个自然的结果，相干曲率辐射从一个NS磁层突然和暴力触发火花。我们应用这个模型来解释特定的偶极配置内的时间-频率结构，通过调用瞬态脉冲星般的火花从内部间隙的缓慢旋转NS，也开发了更通用的配置。
2020-07-01 astro-ph.HE
Curvature Radiation in Rotating Pulsar Magnetosphere
研究了沿磁场线运动的相对论粒子与脉冲星磁层同向旋转时的曲率辐射特性。共旋转影响粒子的轨迹，从而影响发射特性，特别是偏振。我们考虑的修改的粒子的速度和加速度由于共同旋转。曲率辐射从一个单一的粒子计算使用近似的圆形路径的粒子轨迹。在给定高度上粒子的曲率辐射实际上包含了粒子沿切向点附近所有场线流动的贡献，形成了1/γ的发射锥。来自发射锥的偏振图案被附加旋转扭曲，对于来自较大高度的发射更严重。净圆偏振可以由发射锥中的密度梯度产生。对于核、锥和斑三种典型的密度模型，我们计算了在给定高度上产生的辐射的偏振分布。我们发现，圆偏振可以有一个单一的符号或符号反转，这取决于沿旋转相位的密度梯度。将所有可能高度的辐射相加得到的全场线区的全曲率辐射的偏振分布与一个主要发射高度的偏振分布相似。曲率辐射的圆偏振在斑片辐射中有符号反转，而在核辐射中只有一个符号，而在锥辐射中可以忽略不计。
2012-03-27 astro-ph.HE hep-ph
Detection of two bright radio bursts from magnetar SGR 1935+2154
快速射电暴（Fast Radio Burst，FRB）是一种毫秒级的明亮无线电信号（注量$\mathrm{0.1 - 100\,Jy\,ms}$），由未知物理来源的河外源发出。最近CHIME/FRB和STARE 2检测到来自银河系磁星SGR~1935 $+$ 2154的极亮（通量$\sim$ MJy $\,$ ms）无线电爆发，支持（至少一些）FRB是由磁星在宇宙学距离上发射的假设。在对源的522.7 $\,$小时的跟踪观测中，我们探测到两个明亮的射电爆发，其注量分别为$112\pm22\mathrm{\,Jy\,ms}$和$24\pm5\mathrm{\,Jy\,ms}$。这两个爆发出现星际散射的影响，我们测量显着的线性和圆偏振较暗的爆发。这些爆发在时间上相隔$\sim$ 1.4 $\,$ s，表明这是一个非泊松的聚集发射过程--类似于在一些重复的FRB中所看到的。结合CHIME/FRB和STARE 2报告的爆发，以及FAST（通量60 $\mathrm{\,mJy\,ms}$）观察到的更微弱的爆发，我们的观测表明SGR 1935+2154可以产生表观能量跨越大约7个数量级的爆发，并且爆发率在这个范围内是相当的。这就提出了一个问题，这四个爆发是否产生于类似的物理过程，以及FRB的人口分布是否延伸到非常低的能量（$\sim10^{30}\,$ erg，各向同性等效）。
2020-10-09 astro-ph.HE
Fast radio bursts generated by coherent curvature radiation from compressed bunches for FRB 20190520B
提出结合逆康普顿散射减速与粒子数密度压缩的相干曲率辐射模型，解释 FRB 20190520B 的频漂和亮斑等现象。
2023-08-20 astro-ph.HE hep-ph
A Highly Variable Magnetized Environment in a Pulsar Binary resembling Fast Radio Bursts
本文发现球状星团脉冲星双星PSR B1744-24A表现出与重复快速射电暴相似的法拉第旋转量快速变化、法拉第转换和圆偏振衰减，提示部分快速射电暴可能具有双星伴星。
2022-05-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
The radio/X-ray burst from SGR 1935+2154: radiation mechanisms and the possible QPOs
最近，一个快速射电暴（FRB）的事件被发现与银河系磁星SGR 1935+2154有关，伴随着X射线爆发。我们发现这种射电爆发挑战了磁星的典型发射机制，包括来自带电聚束的相干曲率辐射、快磁声波（FMS）、来自激波的同步脉泽以及低扭曲磁星的类脉冲星机制。更具体地说，我们发现：（1）X射线最有可能在磁层内部产生。(2)对于阿尔芬波衰变产生的相干曲率辐射，由于磁场线的强扭曲和阿尔芬波的内部阻尼，一般预测的持续时间（$\lesssim0.1$ ms）小于观测值。(3)FMS波模型预测发射频率非常低，为$ν_{\rm p}\sim0.03$ MHz $\ll$ GHz，除非它是在磁层内部产生的。但磁层FMS波模型的吸收效应还有待研究。(4)同步脉泽模型受到了挑战，因为观测表明，X射线和射电光变曲线的峰值具有相同的时间间隔$Δt_{\rm FRB}=Δt_γ\approx0.03$ s，而它将预测$Δt_{\rm FRB}\llΔt_γ$。(5)似乎很难直接将低扭曲脉冲星机制应用于耀斑磁星，因为磁星活动可以显着变形的磁层。(6)我们提出了研究FRB一般性质的四种可能性，特别是在双峰/多峰FRB中识别周期为$\sim1-10$ ms的准周期振荡的可能性。
2020-08-26 astro-ph.HE
Dirac states of an electron in a circular intense magnetic field
中子星磁层的结构非常强烈的磁场延伸到100至10 5公里的非常高能的电子和正电子的洛伦兹因子高达$\sim$ 10 7。在这种情况下，粒子被迫几乎沿着磁场以非常小的回转运动行进，可能达到量化的状态。我们描述了狄拉克粒子在局部均匀、恒定和弯曲的磁场中的状态，近似地认为，与磁场线的曲率半径相比，拉莫尔半径非常小。我们得到一个结果，承认通常的相对论朗道状态作为零曲率的限制。我们将在即将发表的论文中描述这些态的辐射，我们称之为量子曲率或同步曲率辐射。
2017-03-21 astro-ph.HE hep-th quant-ph
Pair-beam propagation in a magnetised plasma for modelling the polarized radiation emission from gamma-ray bursts in laboratory astrophysics experiments
本文研究了相对论性电子-正电子束在磁化电子-离子等离子体中的传输，着重研究了这种情况下产生的辐射的偏振。特别强调的是放在调查的极化所产生的辐射的范围内的束等离子体参数，横向和纵向的光束尺寸，和外部磁场。我们的研究结果不仅有助于理解在伽马射线暴中观察到的高度圆偏振，而且还有助于区分实验室天体物理实验中与成对光束的平行动力学相关的不同模式。
2020-06-08 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Curvature dependence of relativistic epicyclic frequencies in static, axially symmetric spacetimes
在牛顿引力的轴对称构形中，近圆周运动的周转频率平方和（$ω_r^2+ω_θ^2$）既取决于物质密度，也取决于圆轨道的角速度分布。最近发现，在史瓦西和克尔时空的光子轨道上，这个和趋于零。然而，这些是唯一的相对论配置，这种结果存在于文献中。在这里，我们扩展了上述形式主义，以描述类似的关系，测地线运动在任意静态，轴对称，渐近平坦的解决方案的广义相对论。发现在真空解的光子半径处，周转频率的平方和为零。在有物质存在的情况下，如果时空中的物质-能量流体满足强能量条件，我们得到了赤道面上扰动类时圆测地线的$ω_r^2+ω_θ^2>0$;在真空中，类时圆测地线运动的允许区域由上述不等式刻画。这里提出的结果可能是有用的，以揭示一般问题的稳定性圆轨道，一旦他们接近光子半径，主要是对应于稳定的光子运动。
2017-01-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Magnetized Current Filaments as a Source of Circularly Polarized Light
我们表明，韦伯或电流不稳定性可以导致圆偏振辐射的发射。使用粒子在细胞（PIC）模拟和辐射后处理的数值算法，我们证明了圆极化的水平增加与初始等离子体磁化强度，饱和在~13%时的磁化强度，由磁能密度的比例，以电子动能密度，大于0.05。此外，我们表明，这种效果需要一个离子电子质量比大于1。这些研究结果，这也可以在目前可用的实验室条件下进行测试，表明最近观察到的圆极化的伽马射线暴余辉可能是由于存在磁化电流丝驱动的韦伯或电流偏转不稳定性。
2018-12-17 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Circularly Polarized EM Radiation from GW Binary Sources
我们考虑了由双星源合并产生的引力波的电磁波的偏振特性。在这里，我们探讨了光子-引力子相互作用对伽玛射线暴（GRB）X射线辐射偏振演化的影响。我们发现，由于双星合并产生的引力波，可以产生显著的圆偏振。除了光子能量外，圆偏振还取决于GW源的参数，如双星的啁啾质量、GW的频率和到源的径向距离。我们预测的信号可以作为GW事件的间接探针，也可以作为光子-引力子相互作用的本质。我们认为，这种偏振信号可能是在即将到来的X射线偏振测量任务的敏感范围。
2018-11-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing Intergalactic Neutral Hydrogen by the Lyman Alpha Red Damping Wing of Gamma-Ray Burst 130606A Afterglow Spectrum at z = 5.913
GRB 130606 A的光学余辉是雨燕观测到的，其红移值接近再电离年代（z = 5.913），这为探测星系际介质的电离状态提供了新的机会。在这里，我们提出了一个分析的红色Ly α阻尼翼的余辉光谱斯巴鲁/FOCAS在10.4-13.2小时后爆发。我们发现，极小模型只包括基线幂律和HI吸收在宿主星系没有得到一个很好的拟合，留下的残差显示凹曲率在8400-8900 A的振幅约0.6%的流量。在短波长范围内的这种曲率不能被解释为消光在主机与标准消光曲线，余辉光谱的固有曲率，或由已知的系统的不确定性，在所观察到的光谱。通过在宿主外部介入HI气体的红色阻尼翼可以使残差减少约3 σ统计显著性。我们发现，阻尼Ly α系统是不赞成的起源，这种干预HI吸收，从观察到的Ly β和金属吸收功能。因此，弥漫性IGM的吸收仍然是一个合理的解释。用一个简单的均匀IGM模型进行拟合，需要HI中性分数fHI ~ 0.1-0.5，这取决于到GRB宿主的距离，意味着高fHI IGM与观测到的暗Gunn-Peterson（GP）槽有关。这为再电离在z ~ 6处尚未完成提供了新的证据。
2014-02-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
