Magnetar Hard X-Ray Emission from Axion-like Particle Conversion
我们探讨了类轴子粒子（ALP），这将产生在磁星的核心，然后将在磁层转换成光子，可以解释磁星硬X射线光谱的可能性。我们注意到，这种情况下，也将提供一些问题的答案与磁星加热。事实上，考虑到磁星具有：1）难以用已知机制解释的硬X射线光谱; 2）迫使高核心温度的大光子亮度; 3）高核心温度意味着大中微子发射率; 4）和大的中微子发射率，导致小磁星的寿命与观测相矛盾-解释硬X-具有ALP的射线谱可以降低核心温度，从而降低中微子发射率，从而使磁星的寿命更长，正如观测所预期的那样。在这项工作中，我们开始研究这种情况下的三个磁星极端光度，并得出结论，一般的想法可能是值得更详细地调查。
2022-10-04 astro-ph.HE hep-ph
Linear to circular conversion in the polarized radio emission of a magnetar
本研究在射电磁星XTE J1810−197中探测到线偏振-圆偏振随频率转换的现象，分析其相位范围与演化成因，构建模型并探究相关物理机制，还探讨了磁星与FRB前身星环境的潜在关联。
2024-04-14 astro-ph.HE
IXPE Detection of Polarized X-rays from Magnetars and Photon Mode Conversion at QED Vacuum Resonance
IXPE观测到磁星4U 0142+61的偏振X射线存在90度能量摆动，研究指出这源于QED真空共振处的光子偏振模式转换，揭示了其大气成分、磁场强度及自转轴方向。
2023-04-14 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
Alfvén Wave Conversion to Low Frequency Fast Magnetosonic Waves in Magnetar Magnetospheres
本文通过轴对称无力模拟研究偶极磁层中 Alfvén 波向快磁声波的转换，揭示波列填充程度决定低频或倍频快波，并分析转换效率及其 X 射线辐射意义。
2025-06-06 astro-ph.HE
Vibration Powered Radiation of Quaking Magnetar
与旋转供能脉冲星的标准模型并列，考虑了振动供能磁星在自身超强磁场衰减过程中发生地震诱发扭转阿尔芬振动的模型。所提出的论点表明，从一组X射线源检测到的长周期脉冲辐射的频率逐渐降低（周期延长），可以归因于磁场衰减引起的能量转换，从地震振动到磁偶极辐射的震动磁星。
2011-12-21 astro-ph.HE
A phenomenological model for measuring generalised Faraday rotation
广义法拉第旋转可以引起致密射电源，如射电星，快速射电暴和活动星系核的线性和圆偏振光谱之间的频率依赖的转换。我设计了一个简单的唯象模型，可用于测量广义法拉第旋转的线性和圆偏振光谱的这些来源的影响。该模型是理论不可知的，具有任意的波长依赖性，因此可以容纳各种潜在的广义法拉第旋转诱导介质。它也可以与其他观测量相结合，以推断介入介质的物理性质。
2021-08-21 astro-ph.HE
Large magnetic field variations towards the Galactic Centre magnetar, PSR J1745-2900
来自PSR J1745-2900的偏振射电辐射已经被用来研究银河系中心靠近人马座A* 的磁场的强度。在这里，我们报告如何持久的无线电发射从这个磁星，超过四年，因为它的发现，揭示了大的变化，在所观察到的法拉第旋转措施，高达3500拉德米$^{-2}$（百分之五的分数变化）。从同时分析的色散措施，我们确定，这些波动占主导地位的变化，在投影磁场，而不是集成的自由电子密度，沿视线变化的快速移动的磁星。从结构函数分析的旋转措施的变化，和最近一个时代的快速变化的旋转措施，我们确定的最小规模的磁波动的大小~ 2 au在银河系中心的距离，推断PSR J1745-2900只是~ 0.1 pc后面的一个额外的散射屏幕。
2017-11-28 astro-ph.HE
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$不同。这是模型的主要预测。许多影响，所有敏感的基本参数，有助于观察到的复杂的偏振模式：沿磁场线附近的光柱，法拉第去极化，限制偏振的影响，线性-圆形转换的相关效应，和同步加速器吸收等离子体流。
2022-06-07 astro-ph.HE
Constraining Axion-Like-Particles with Hard X-ray Emission from Magnetars
磁星核心产生的类轴子粒子（ALP）会在磁层中转化为光子，导致硬X射线波段的可能特征。我们进行了详细的计算ALP光子转换概率在磁层，重铸耦合微分方程，描述ALP光子传播成一种形式，是有效的大规模数值扫描。我们显示的ALP能量，质量，ALP-光子耦合，磁星半径，表面磁场，和之间的角度的磁场和传播方向的转换概率的依赖关系。一路上，我们开发了一个分析的形式主义，在更一般的$n$状态振荡系统进行类似的计算。假设ALP发射率从核心，只是次主导中微子发射，我们计算的ALP质量与ALP光子耦合空间的约束，以SGR 1806-20为例。特别是，我们采取基准值的磁星半径和核心温度，并约束ALP参数空间的要求，ALP-光子转换的光度不应超过总的观测光度的磁星。由此产生的约束条件是竞争力的ALP参数空间的相关部分从日光镜实验的约束。
2019-02-14 astro-ph.HE hep-ph
Vacuum Polarization Effects in Baryon-Loaded Magnetar Bursts and Implications for X-ray Polarization
本文构建三组分等离子体真空共振通用框架，给出共振发生判据，并应用于重子加载磁星火球以估算X射线偏振特征，为探测真空极化和重子加载提供观测依据。
2025-11-10 astro-ph.HE
On the magnetoionic environments of fast radio bursts
法拉第旋转测量的观测，结合色散测量，可以用来推断射电源的磁离子环境。我们研究FRB的磁离子环境，推导出他们的估计平均磁场强度沿视线$\langle B_{\parallel}\rangle$在其宿主星系，并比较它们与银河系的恒星和磁星。我们发现，对于那些与RM测量的FRB，平均$\langle B_{\parallel}\rangle$是$1.77^{+9.01}_{-1.48}\,\rmμG$和$1.74^{+14.82}_{-1.55}\,\rmμG$使用两种不同的方法，这是略大，但并不与银河系恒星的分布，$1.00^{+1.51}_{-0.60}\,\rmμG$不一致。只有六个银河系磁星估计有$\langle B_{\parallel}\rangle$。除了PSR J1745- 2900由于靠近银河系中心而具有非常高的值外，其他三个源的平均值为$1.70\,\rmμG$，这与银河系恒星和FRB的$\langle B_{\parallel}\rangle$分布在统计上是一致的。磁星$\langle B_{\parallel}\rangle$随年龄或表面磁场强度的变化没有明显的演化趋势。靠近银河系中心的银河系磁星和磁星的$\langle B_{\parallel}\rangle$值比其他的磁星/磁星要大。我们讨论了这些结果的影响FRB 121102的磁离子环境的背景下，磁星模型和…
2020-09-02 astro-ph.HE
X-Ray Polarization Signals from Magnetars with Axion-Like-Particles
磁星核心产生的类轴子粒子（ALP）可以在磁层中转化为光子，从而在X射线谱中产生新的特征。由于ALPs只与光子的平行模式混合，软、硬X射线谱的偏振除了大多数天体物理模型给出的主要X模式分量外，还被预测具有O模式分量。O模式分量的相对强度取决于核心中产生的ALP的强度和转换的概率。我们通过考虑天体物理过程和ALP光子转换产生的X射线发射来量化我们的结果，以不相关的方式，并以不同的相对比例，我们通过角度$χ_0$参数化。然后，我们定义了一个标准化的天体物理减去斯托克斯参数$R$，它只获得非零值的ALP光子转换的存在。我们发现，值得注意的是，参数$R$分解成一个产品的ALP到光子的转换概率和$\cos(2χ_0)$和显示$R$，以及通常的斯托克斯参数$Q$，作为光子能量和ALP和光子强度的相对分数的函数。对于CAST实验目前允许的基准点，O模式预测可以在未来的X射线偏振仪中进行测试，并用于约束ALP或为它们找到证据。
2019-02-14 astro-ph.HE hep-ph
Radio properties of the magnetar near Sagittarius A* from observations with the Australia Telescope Compact Array
我们使用澳大利亚望远镜紧凑阵列在4.5至20 GHz的四个频段上对人马座A* 方向新发现的磁星进行了观测。无线电脉冲在所有频率上都能被清楚地探测到。我们测量到脉冲星的色散度为1650 +/- 50 pc/cm ^3，是已知脉冲星中最高的。一旦法拉第旋转已被考虑在内，脉冲轮廓是超过80%的线性偏振在所有的频率，并有一个小的圆偏振度（5%）。-67000 +/- 500$ rad/m^2的自转测量值是有史以来测量到的最大的脉冲星，但仍然比Sgr A* 本身小8倍。色散和旋转测量的组合意味着沿着视线的积分磁场强度为-50 μ G。在相隔30天的观测之间，通量密度似乎增加了大约两倍。因此，这个天体加入了无线电发射磁星的小类。
2013-08-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Free electron laser in magnetars/Fast Radio Bursts
讨论了磁星磁层中磁化对等离子体爆炸重联过程中的相干自由电子激光。该模型解释了快速射电暴/磁星射电辐射的许多显著特征：射电暴和高能暴的时间重合，等离子体动能向相干辐射的高转换效率，频率漂移的可变窄带辐射特征，高度的线偏振。该模型依赖于特定的磁漂移$e^\pm$等离子体组件（产生摆动场由于消防水龙带不稳定性的发展）和存在的重联产生的粒子束与温和的洛伦兹因子$γ_b \sim$几百。
2020-06-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
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
A Search for Axionic Dark Matter Using the Magnetar PSR J1745-2900
我们报告了一个从银河系中心磁星PSR J1745-2900的磁层中寻找暗物质轴子转换光子的过程。Jansky甚大阵。未检测到显著的光谱特征。使用PSR J1745-2900的混合模型和关于暗物质密度分布的规范假设，我们排除了轴子-光子耦合$g_{aγγ}$ > 6-34 x 10 $^{-12}$ GeV $^{-1}$的轴子模型，在质量范围4.2-8.4，18.6-26.9，33.0-41.4，53.7-62.1，和126.0-159.3 $μ$ eV。如果有一个暗物质尖点，极限降低到$g_{aγγ}$ > 6-34 x 10 $^{-14}$ GeV $^{-1}$，这与观测到的质量范围> 33 $μ$ eV的一些轴子模型重叠。这些限制可以通过对可以促进轴子-光子转换过程的受激发射进行建模来改善。
2020-08-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Neutron stars as photon double-lenses: constraining resonant conversion into ALPs
本研究提出利用磁星附近自由电子与辐射场对光子质量的相反贡献形成的共振条件，通过磁星SGR J1745-2900验证可提升轴子-光子耦合限制，为类轴子粒子搜寻提供新途径。
2023-10-09 astro-ph.HE hep-ph
Faraday Rotation Measure Variations of Repeating Fast Radio Burst Sources
近年来，一些快速射电暴（FRB）中继站被报道表现出复杂多样的法拉第旋转测量（RM）变化，这意味着它们被非均匀的、动态演化的磁化环境所包围。我们系统地研究了一些可能导致FRB中继站RM变化的天体物理过程。这些过程包括：（1）具有波动介质的超新星遗迹（SNR）;（2）具有来自大质量/巨星伴星的恒星风或来自低质量伴星的恒星耀斑的双星系统;（3）来自中子星的成对等离子体介质（包括脉冲星风、脉冲星风星云和磁星耀斑）;（4）来自大质量黑洞的流出物。对于SNR的情况下，一个大的相对RM的变化在几年内需要SNR是年轻的薄和局部各向异性的外壳，或致密的气体云的大小在星际/星周介质周围的SNR是非常小的。如果RM的变化是由双星系统中的伴随介质引起的，那么它更有可能来自大质量/巨星伴星的恒星风。来自低质量恒星的恒星耀斑导致的RM变化是不受欢迎的，因为这种情况预测了在短时间内极大的相对RM变化。从中子星引出一对等离子体的情况可以排除，因为它们的RM贡献非常低。如果FRB源位于黑洞附近，则从大质量黑洞流出的流可以提供大的RM变化。
2023-01-13 astro-ph.HE
Gamma Rays from ALP-Photon Conversion and Inverse Compton Reprocessing in Neutron Star Magnetospheres
University of Salamanca（萨拉曼卡大学）；INAF, Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano（意大利国家天体物理研究所米兰空间天体物理与宇宙学研究所）；INFN, Sezione di Pavia（意大利国家核物理学院帕维亚分部）；Instituto de Fısica de Cantabria (IFCA, UC-CSIC)（坎塔布里亚物理研究所）
本文研究中子星内部类轴子粒子产生及其在磁层中转换为光子的过程，结合银河磁场传播与逆康普顿再处理，评估其伽马射线信号的可探测性并推导观测约束与灵敏度。
2026-08-04 astro-ph.HE hep-ph
Magnetars and Axion-like Particles: Probes with the Hard X-ray Spectrum
中子星的静态硬X射线和软γ射线辐射是研究类轴子粒子的重要前沿。核心中ALP的产生在几keV到几百keV的能量处达到峰值;随后，ALP逃逸并在磁层中转化为光子。发射率为$\sim T^6$，而转换概率在大磁场下增强，这使得磁星具有高核心温度和强磁场，是探测ALP的理想目标。我们计算的能量谱的光子产生的转换的ALP在磁层，然后将其与硬X射线数据从NuSTAR，INTEGRAL，和XMM-牛顿，一组8个磁星，这样的数据存在。上限被放置在ALP-核子和ALP-光子耦合的产品。对于核内的产生，我们用相对论平均场论模型计算了简并核物质的ALP发射率。由于改进的一π交换近似的发射率的减少被纳入，因为是抑制的发射率由于质子超流性的中子星的核心。核心温度的范围被认为是，对应于不同的模型的稳定的热传递从核心到恒星表面。对于随后的转换，我们解决了耦合微分方程混合ALP和光子在磁层。由于偶极磁场和由外部磁场引起的光子折射率之间的竞争，发生转换。半解析表达式旁边提供了完整的数值结果。我们还提出了一个分析的不确定性的轴子限制，我们得到由于磁星质量，核物质状态方程的不确定性，质子超流临界温度。
2021-07-15 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Broadband radio circular polarization spectrum of the relativistic jet in PKS B2126-158
我们提出了全斯托克斯射电偏振观测类星体PKS B2126-158（z=3.268）从1到10 GHz的使用澳大利亚望远镜紧凑阵列。该源具有大的分数圆极化，m_c \equiv |V| /I，在整个频带（从15到90σ/128 MHz子频带）上以高显著性检测到。这使我们能够构建迄今为止最强大的活动星系核喷流的圆偏振（CP）光谱。我们发现m_c \propto v ^{+0.60 \pm 0.03}在1.5到6.5 GHz之间，在频谱转换到6.5到8 GHz之间的某个地方之前，具有m_c ~ 1%的峰值，高于该峰值，m_c \propto v ^{-3.0 \pm 0.4}。分数线性极化（p）在我们的频率范围内从<~0.2%变化到~1%，并且与分数CP强烈反相关，具有最佳拟合幂律，给出m_c \propto p^{-0.24 \pm 0.03}。这是第一个明确的AGN喷流的线性和圆偏振之间的关系，揭示了法拉第转换的线性偏振（LP）到CP内的喷流的行动。需要结合高空间分辨率观测进行更详细的建模，以确定转换背后的真正驱动力（即磁扭曲或内部法拉第旋转）。特别是确定所观察到的法拉第旋转是在射流内部还是完全在射流外部是实现这一目标的关键。我们的观察结果的最简单的解释有利于一些内部法拉第旋转，这意味着法拉第旋转驱动的LP到CP的转换是占主导地位的CP生成机制。在这种情况下，需要沿射流轴的少量矢量有…
2013-07-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Force-free wave interaction in magnetar magnetospheres: Computational modeling in axisymmetry
本文通过轴对称无力电动力学模拟研究磁星磁层中阿尔芬波与快磁声波的相互作用，揭示其转换机制、效率及对快速射电暴等观测现象的潜在意义。
2024-09-04 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
A nebular origin for the persistent radio emission of fast radio bursts
研究发现与重复FRB202201124A成协的第三个低光度持续射电源，将光度—法拉第旋转量关系扩展至低旋转量区间，支持其星云起源及年轻磁星中心引擎模型。
2024-06-10 astro-ph.HE
Exploring the Future of Soft X-ray Polarimetry: the Capabilities of the REDSoX Instrument for XDINS and Magnetar Studies
本文探讨了基于REDSoX设计的长寿命轨道任务在研究X射线暗弱孤立中子星和磁星热辐射方面的能力，发现其能以高显著性探测质子回旋共振吸收特征和QED模式转换效应。
2025-05-28 astro-ph.HE
A highly magnetized long-period radio transient exhibiting unusual emission features
本研究利用MeerKAT望远镜观测长周期射电暂现源GPM J1839-10，发现其磁层起源偏振特征、偏振转换及类重复FRB漂移子结构，支持长周期磁星模型并暗示三类天体间存在关联。
2025-01-17 astro-ph.HE
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
Crustal Quakes Spark Magnetospheric Blasts: Imprints of Realistic Magnetar Crust Oscillations on the Fast Radio Burst Signal
本文将磁星地壳的磁弹性动力学模拟与磁层的三维相对论电动力学模拟结合，揭示地壳振荡触发磁层波并引发多种非线性现象，为快速射电暴机制提供约束。
2025-08-25 astro-ph.HE
Magnetar powered GRBs: Explaining the extended emission and X-ray plateau of short GRB light curves
扩展发射（EE）是在短伽马射线暴（GRB）的光变曲线中有时可以看到的一种高能、早期的再亮现象。我们提出了第一个连续的适合EE尾部和后来的X射线高原，统一在一个单一的模型。我们的中心引擎是一颗被回退吸积盘包围的磁星，该回退吸积盘由两个致密物体合并或白矮星的吸积引发的坍缩形成。在EE阶段，物质被加速到超开普勒速度，并通过快速旋转（$P \approx 1 - 10$ ms）和非常强的（$10^{15}$ G）磁场从系统中喷出，这一过程称为磁推进。X射线平台被建模为磁偶极子自旋下降发射。我们首先探索的范围内的伽玛射线暴现象，螺旋桨可能会重现，使用一系列的模板光变曲线设计一个分类方案的基础上现象学。然后，我们得到适合的光变曲线的9个伽玛暴与EE，同时拟合螺旋桨和磁偶极子自旋下降，并找到几个$10^{-3}$ $M_{\odot}$几个$10^{-2}$ $M_{\odot}$典型的光盘质量。这是弹道，粘性盘和指数吸积率。我们发现，从动能到EM发射的转换效率为propellered材料需要$\gtrsim 10\%$和最好的拟合结果来自一个指数吸积剖面。
2013-11-06 astro-ph.HE
Possibility of conversion of neutron star to quark star in presence of high magnetic field
最近的研究结果和数据表明，中子星（NS）中的强磁场强烈地影响着恒星的特征（半径、质量）。它们甚至被划分为一类称为磁星，其表面磁场大于$10^{14}$ G。本文讨论了这种高磁场对NS到夸克星（QS）的相变的影响。我们研究了磁场对NS到QS转变的影响，包括状态方程中的磁场效应。磁场的加入增加了重子数密度的范围，对于重子数密度的范围，物质在相应相中的流速是有限的。磁场有助于转化过程的启动。然而，由于磁场的存在，转换前沿的速度降低，因为磁场的存在降低了有效压力（P）。恒星的磁场通过转换过程而减小，并且合成的QS具有比初始NS更低的磁场。
2011-02-26 astro-ph.HE
Quark deconfinement in the proto-magnetar model of Long Gamma-Ray Bursts
我们调查的夸克解除禁闭的现象学的长伽马射线暴的重点，特别是对可能性，以描述多个提示发射阶段的背景下，原磁星模型的可能性。从完全广义相对论中旋转强子星和夸克星的数值模型出发，通过重子数和角动量守恒将两族联系起来，跟踪强子和夸克相中电磁自旋的下降演化。我们估计的时间尺度和能量参与的自旋过程中推导，在相关的自旋范围内，初始和最终的质量和旋转能量之间的关系，每当强子夸克转换是可能的。我们展示了如何将结果用于相关的天体物理的情况下，如双爆发GRB 110709B。
2016-06-07 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Impact of Resonant Compton Scattering on Magnetar X-Ray Polarization with QED Vacuum Resonance
School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；Center for Astrophysics and Planetary Science, Department of Astronomy, Cornell University（康奈尔大学天文学系天体物理学与行星科学中心）
本文提出一个半解析框架，通过结合QED真空共振和磁层中的共振康普顿散射，研究磁星软X射线偏振随能量的变化，发现磁扭结和等离子体漂移速度是控制RCS影响的关键参数，且强RCS可抹去真空共振引起的偏振角摆动。
2026-07-02 astro-ph.HE
Second-scale periodicity in FRB 20201124A: coincident with critical RM evolution epochs and its possible implications
Qufu Normal University（曲阜师范大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Nanjing University（南京大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Central China Normal University（华中师范大学）
本研究通过FAST观测发现FRB 20201124A的两个周期活动时期与法拉第旋转测量（RM）演化关键时期巧合，利用相干线性周期演化模型约束出初始自转周期和周期导数，提出磁星穿越Be星盘导致极冠区发射增强的机制。
2026-11-04 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
Polarization Formalism for ALP-induced X-ray Emission from Magnetars
本文针对磁星近临界磁场环境，发展了类轴子粒子（ALP）诱导 X 射线偏振的完整理论体系，利用 Stokes 参数解耦 ALP 贡献，发现 ALP 会抑制圆偏振度，并可利用 IXPE 数据限制 ALP 耦合。
2023-03-30 astro-ph.HE hep-ph
The long quest for vacuum birefringence in magnetars: 1E 1547.0-5408 and the elusive smoking gun
University of Padova（帕多瓦大学）；Mullard Space Science Laboratory, University College London（伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室）；INAF - Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali（意大利国家天体物理研究所空间天体物理学和行星学研究所）；European Space Agency (ESA), European Space Astronomy Centre (ESAC)（欧洲空间局（ESA）欧洲空间天文中心（ESAC））；INAF - Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；INAF - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano（意大利国家天体物理研究所米兰空间天体物理学和宇宙物理学研究所）；INAF - Osservatorio Astronomico di Cagliari（意大利国家天体物理研究所卡利亚里天文台）
研究通过IXPE观测1E 1547.0-5408磁星，发现高线性偏振度和偏振角变化，提示可能的真空双折射效应，但未确认。
2026-04-06 astro-ph.HE
New Constraints on Axion-Like Particles from IXPE Polarization Data for Magnetars
利用IXPE对两颗磁星的偏振X射线首次探测，限制ALP-光子与ALP-核子耦合乘积，约束与CAST和SN1987A相当，并建议在高能端和年轻热磁星上开展更多观测。
2023-12-21 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
Rotation Measure synthesis study and polarized properties of PSR J1745-2900 at 7 mm
我们目前的干涉偏振观测最近发现的磁星J1745-2900在银河系中心附近的结果。用卡尔G. 2014年2月21日，Jansky甚大阵列（VLA）在40-48 GHz范围内。采用全极化方式和A型阵列结构。脉冲星的平均总通量密度和线偏振通量密度分别为2.3 $\pm$ 0.31 mJy/束和1.5 $\pm$ 0.2 mJy/束。分析显示旋转测量（RM）为（-67 $\pm$ 3）× 10 $^3$ rad/m $^2$，这与先前在较长波长下的测量结果非常一致。这些高频观测对高达~ 2x 10 $^7$ rad/m $^2$的RM值敏感。然而，法拉第RM合成技术的应用并没有揭示其他显着的RM成分的脉冲星发射。这支持了一个单一的薄法拉第旋转屏幕的外部性质，它应该位于银河系中心附近。法拉第修正后的内禀电矢量位置角为16 $\pm$ 9度，与脉冲星横向速度的位置角一致。迄今为止，对脉冲星RM值的所有测量，包括这里提出的测量，都在误差范围内一致，这表明法拉第旋转介质具有稳定的性质。
2016-04-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Induced Polarization from Birefringent Pulse Splitting in Magnetoionic Media
电离磁化介质中的双折射通常用线偏振辐射的法拉第旋转来测量。然而，通过具有非常大的法拉第旋转度量（RM）的区域传播的脉冲可以分裂成在到达时间$\propto ν^{-3}\, \rm RM$上具有可测量的差异的圆偏振分量，其中$ν$是射频。来自DM（色散测量）和RM中的梯度的差异折射可以贡献分裂时间$\propto \vert \mathbf{\nabla_{\perp}} \rm DM \vert \vert \mathbf{\nabla_{\perp}}\rm RM \vert\,ν^{-5}$。无论发射的脉冲是非偏振的还是线性偏振的，当分裂是脉冲宽度的重要部分时，将测量净圆偏振。然而，可以从突发的噪声统计推断初始极化。扩展脉冲的极端多径散射可以掩盖分裂效应。我们讨论的特殊情况，如银河系中心磁星，J1749 $-$ 2900，和重复的快速射电暴源，FRB 121102。两条视线都有$\rm RM \sim 10^5~\rm rad~m^{-2}$，在远低于$\sim 1 \text{ GHz}$的频率下产生毫秒分裂。我们还考虑了蟹状星云脉冲星巨脉冲中纳秒脉冲的分裂和双折射对脉冲星精确计时的最小影响。最后，我们探讨了二维相干解色散与DM和RM作为参数的实用性。
2019-01-22 astro-ph.HE
Quantum Plasma Creation near a Magnetar
本研究通过蒙特卡洛模拟，揭示磁星静止态硬X射线源于QED效应产生的电子对等离子体，并解释1E 2259+586观测特征，为理解磁星电路提供关键模型。
2025-01-23 astro-ph.HE
Magnetar field dynamics shaped by chiral anomalies and helicity
本研究探讨手征磁效应（CME）在磁星磁场演化中的作用，通过三维磁热模拟揭示CME无需外部能源即可在百年内将大尺度偶极分量放大至>1e14 G，为磁星强磁场起源提供新机制。
2025-08-19 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Systematic Analysis of the Effects of Mode Conversion on Thermal Radiation from Neutron Stars
本文系统地计算了磁化中子星发射的软X射线的偏振特性，这是下一代X射线卫星所期望观测到的。磁星是这些观测的目标之一。这是因为通常在软X射线波段观测到热辐射，并且由于中子星磁化大气中光子的两种偏振模式的不透明度不同以及强磁场中真空的介电性质，热辐射被认为是线性偏振的。在他们之前的研究中，Taverna等人说明了强磁场如何影响真空中辐射传播的偏振观测值的行为，而没有解决精确的物理发射模型。在本文中，我们注意到光子偏振模式的转换，可以发生在大气层的中子星表面上，计算偏振角和分数，并系统地改变磁场强度，辐射区的半径，温度，质量和半径的中子星。我们证实，如果等离子体的存在，模式转换的影响不能忽略时，磁场是相对较弱的，$B \sim 10^{13} \mathrm{G}$。我们的结果表明，强磁化（$B \gtrsim 10^{14} \mathrm{G}$）中子星适合于探测极化，但不那么强磁化（$B \sim 10^{13} \mathrm{G}$）中子星将是那些确认模式转换。
2017-12-11 astro-ph.HE
Propagation-induced Frequency-dependent Polarization Properties of Fast Radio Burst
本文通过辐射转移解析解研究快速射电暴在磁化等离子体中传播时产生的频率依赖偏振特性，揭示庞加莱球上进动和强圆偏振出射波的形成机制，并成功拟合FRB 20180301A和FRB 20201124A的观测数据。
2025-04-10 astro-ph.HE
Can fallback accretion on magnetar model power the X-ray flares simultaneously observed with gamma-rays of Gamma-ray bursts?
本文通过搜寻七个同时具有X射线耀发和平台辐射的GRB，检验磁星螺旋桨式回落吸积模型，发现该模型难以同时解释与伽马射线同现的X射线耀发及高洛伦兹因子GRB的观测特征。
2024-01-16 astro-ph.HE hep-ph
Resonant axion-plasmon conversion in neutron star magnetospheres
本研究探讨磁星磁层中类似中微子MSW效应的共振轴子-等离子体激元转换对轴子-光子转换射电信号的影响，发现其会降低光子通量和望远镜灵敏度，需重新评估实验约束并改进探测策略。
2025-02-18 astro-ph.HE hep-ph physics.plasm-ph
Nonlinear Decay of Fast Magnetosonic Waves through Weak Turbulence: Force-Free Electrodynamics Simulations
University of Maryland（马里兰大学）；Dartmouth College（达特茅斯学院）；Stanford University（斯坦福大学）
通过无作用力电动力学模拟，研究低频率快磁声波在强磁化环境中的非线性衰减，证实其通过参量衰变不稳定性高效转化为次级快磁声波和阿尔文波，导致能量耗散和频谱展宽，阻碍其从磁星磁层逃逸。
2026-06-19 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
Magnetar field dynamics driven by chiral anomalies without magnetic helicity
Universitat d’Alacant（阿利坎特大学）
研究揭示了磁星磁场演化中无旋磁荷驱动的Chiral磁效应机制，发现其能生成强偶极磁场，且不受初始磁旋含量影响，依赖最大Chiral化学势，结果对初始磁旋分布敏感。
2026-07-15 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Finite-Field QED Corrections to Vacuum Birefringence and Magnetar Polarization Transport
The University of Western Ontario（韦仕敦大学）；Peaceful Society, Science and Innovation Foundation（和平社会科学与创新基金会）；The University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
研究恒定磁场中低能光子传播，用单圈海森堡-欧拉理论保留γ_s，将双折射用于磁星极化输运。分析不同模型和位置的结果，指出重整化响应有最大值，确定真空共振可观测量对测试有限场QED最敏感。
2026-08-05 astro-ph.HE hep-ph
Rotation Measure Variations and Reversals of Repeating Fast Radio Bursts in Massive Binary Systems
最近的观测发现，某些重复性的快速射电暴（FRB）表现出复杂的法拉第旋转测度（RM）变化和反转，表明这些FRB的源埋在动态磁化环境中。一种可能的情况是，重复的FRB是由双星系统中的双星产生的，特别是包含一个具有强烈恒星流出的高质量伴星。在这里，我们研究的RM变化引起的恒星风，和一个可能的恒星盘。如果磁场在星风中是径向的，RM不会反转，除非磁轴倾角接近$90 ^\circ$。对于风中的环形磁场，RM将在超级合点反转。对于在磁盘中的环形场的情况下，RM的变化可能有一个多模态和多个反转的配置文件，因为无线电信号通过不同的组件的磁盘在近星点通过。我们也将此模型应用于FRB 20180916B。通过假设它的16.35天周期是从一个缓慢旋转或自由进动的磁星，我们发现，长期RM变化可以解释的近星点通过一个大质量的双星系统中的磁星。此外，星风和星盘中的团块可以引起RM的短时间尺度（$< 1$天）变化或反转。因此，对RM变化的长期监测可以揭示重复FRB的环境。
2022-11-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Localizations of Fast Radio Bursts on milliarcsecond scales
快速射电暴（FRB）是一种瞬变源，它发出的单个无线电脉冲持续时间只有几毫秒。自2007年发现第一个FRB以来，已发现数十个类似事件。然而，它们的物理起源仍然不清楚，在这些年里，人们提出了一些甚至比已知的FRB数量还要大的情景。FRB 121102中重复爆发的存在使我们能够使用超大阵列和欧洲VLBI网络（EVN）对源进行精确定位。凯克、双子座和哈勃望远镜的光学观测揭示了它的宿主是一个低金属量的恒星形成矮星系，红移为0.193。EVN的结果表明，爆发是共同定位（在$< 40$ pc的投影分离）的一个紧凑和持久的无线电源的大小为$< 0.7$ pc的恒星形成区域内。这种环境类似于产生超亮超新星（SLSNe）或长伽马射线暴的环境。虽然这种持久源的性质和爆发的起源仍然未知，考虑脉冲星/磁星激励年轻的SLSN，或在一个巨大的黑洞附近的脉冲星/磁星系统的方案是最合理的日期。最近的观测表明，FRB 121102的爆发几乎是100%线性偏振的，其法拉第旋转测量值出乎意料地高且可变，迄今为止只在大质量黑洞附近观察到。因此，爆发很可能是在这样的环境中由中子星产生的，尽管这个系统仍然可以用一颗年轻的中子星嵌在一个高度磁化的星云中来解释。即将到来的干涉测量搜索预计将在未来几年内报告数十个这样的定位，揭示这个来源是否代表整个人口或特定情况，并显着推动FRB领域。
2019-01-24 astro-ph.HE
On Hoyle-Narlikar-Wheeler mechanism of vibration energy powered magneto-dipole emission of neutron stars
我们重新讨论了著名的Hoyle-Narlikar-Wheeler命题，即在核塌缩超新星的磁通守恒过程中出现的中子星可以将阿尔芬振动的能量转换为磁偶极辐射的能量。我们指出能量转换的必要条件是内部磁场的衰减。在这种情况下，恒星振动能量的损失导致其振动周期（等于脉动发射周期）以与磁场衰减速率成比例的速率延长。这些预测的振动供电的中子星的模型进行了讨论，并与数据的脉动发射的磁星的辐射活动通常与超强磁场的衰变。
2011-04-14 astro-ph.HE
Magnetic energy production by turbulence in binary neutron star mergers
同时探测并合中子星双星的电磁波和引力波辐射将大大有助于它们的发现和解释。通过研究中子星合并条件下局部高分辨率模拟中磁场的湍流放大，我们证明了在整个合并过程中存在磁能级（~10^16）G场。我们发现，小尺度的湍流发电机转换成磁场的合并时间尺度上的随机动能的60%。由于湍流磁能通过加速相对论电子的重联事件而消散，因此湍流可以促进轨道动能到辐射的转换。如果10^53尔格的轨道动能中有10^-4通过重联得到处理，并产生15-150 keV波段的辐射，那么200 Mpc时的注量将为10^-7尔格/cm ^2，这就有可能使大多数在先进的LIGO和室女座探测体积中合并的中子星被雨燕BAT探测到。
2013-03-06 astro-ph.HE
