快速射电暴宿主星系金属丰度的空间分辨视角：积分场光谱研究
A spatially resolved view of Fast Radio Burst host metallicities with Integral-field Spectroscopy
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中文总结 AI 辅助
利用积分场光谱空间分辨五个FRB宿主星系的金属丰度，发现宿主内部及爆发位置存在显著变化，表明长缝整体估计不能代表真实爆发环境。
中文摘要 AI 辅助
磁星源是快速射电暴（FRB）前身星的主要理论。如果磁星确实是主导源，我们可能预期磁星形成对金属丰度的任何偏好会反映在宿主星系中的FRB位置上。在此，我们利用积分场单元（IFU）光谱，通过O3N2指数，对五个FRB宿主星系（FRB 20240210A、FRB 20240312D、FRB 20250227A、FRB 20211127I和FRB 20250316A，红移z < 0.05）中的气体相金属丰度分布进行空间分辨，包括FRB位置。我们使用麦哲伦望远镜上新投入使用的大型微透镜阵列麦哲伦光谱仪（LLAMAS）IFU观测了前四个源，并使用档案Keck/KCWI数据观测FRB 20250316A。我们发现，对于样本中的大多数宿主星系，其内部ISM金属丰度变化至少为0.3 dex，中值范围在12 + log(O/H) ≈ 8.5–8.7。在爆发位置，四个星系的金属丰度为12 + log(O/H) ≈ 8.5–8.9，而第五个星系的金属丰度低于8.5。这些发现揭示了FRB宿主星系之间以及爆发局部环境内部均存在显著的金属丰度变化。因此，我们的研究表明，基于长缝光谱的宿主星系整体金属丰度估计并不总是代表真实的爆发位置分布。我们因此主张对更大样本的宿主星系进行IFU后续观测，以最终为FRB发生的金属丰度偏好提供与FRB位置相关的观测约束。
英文摘要
Magnetar sources are the leading theory for Fast Radio Burst (FRB) progenitors. If magnetars are indeed the dominant sources, we may thus expect any metallicity preference for magnetar formation to be reflected in the FRB site in host galaxies. Here, we leverage Integral Field Unit (IFU) spectroscopy to spatially resolve gas-phase metallicity distribution in five FRB host galaxies: FRB 20240210A, FRB 20240312D, FRB 20250227A, FRB 20211127I, and FRB 20250316A, at $z < 0.05$, including the FRB site, with the O3N2 index. We observed the first four sources with the newly commissioned Large Lenslet Array Magellan Spectrograph (LLAMAS) IFU on the Magellan Telescopes and used archival Keck/KCWI data for FRB 20250316A. We find ISM metallicity variations of at least 0.3 dex within individual hosts for the majority of the sample, with median values spanning $12 + log(O/H) \approx$ 8.5--8.7. At the burst sites, four have metallicities of $12 + \log(O/H) \approx 8.5$--8.9, while the fifth has a metallicity below 8.5. These findings reveal substantial metallicity variations both among FRB host galaxies and within the local environments of the bursts. Consequently, our study shows that longslit-based global estimates of host galaxy metallicity do not always represent the true burst-site distributions. We therefore advocate for IFU follow-up of larger host samples to ultimately provide FRB-site-relevant observational constraints on metallicity preferences for FRB occurrence.
发表机构
- Northwestern University（西北大学）
- University of Chicago（芝加哥大学）
- Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
- University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
