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解释 Chandra X 射线暂现源 CDF-S XT1 与 XT2 的统一双中子星并合磁星模型

高能天体物理现象 2019-12-03 v3

摘要

Chandra 深场南巡天档案数据中报道了两个明亮 X 射线暂现源,即 CDF-S XT1 与 XT2。前者性质未明,而后者被建议为双中子星(BNS)并合诞生的快速自转磁星的极佳候选。本文我们提出一个统一模型,在 BNS 并合磁星模型框架内解释这两个暂现源。依我们的图像,CDF-S XT2 观测自“自由区”,此处磁星自转减慢供能的 X 射线辐射自由逃逸;而 CDF-S XT1 源自“囚禁区”,其 X 射线辐射起初被动力学抛射物阻挡,待抛射物被推至 Thomson 光学深度降至小于 1 的距离后变得透明。我们将磁星模型拟合两暂现源的光变曲线,得出两事件一致的参数:XT1 与 XT2 的磁场、初始自转周期与 X 射线辐射效率分别为(Bp=1016GB_p=10^{16}\,GP=1.2msP=1.2\,\rm msη=0.001\eta = 0.001)与(Bp=1015.8GB_p=10^{15.8}\,GP=4.4msP=4.4\, \rm msη=0.001\eta = 0.001)。XT1 的“各向同性等价”抛射物质量为 Mej103M_{\rm ej} \sim 10^{-3} MM_{\odot},而 XT2 未受约束。我们的结果表明,要从囚禁区探测到 XT1 需更极端的磁星参数。两事件的模型参数总体与短伽马射线暴(SGRB)X 射线平台观测所得一致。两暂现源宿主星系性质亦与 SGRB 一致。XT1 与 XT2 的事件率密度均与 BNS 并合率密度一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1908.01107,
  title  = {A unified binary neutron star merger magnetar model for the Chandra X-ray transients CDF-S XT1 and XT2},
  author = {Hui Sun and Ye Li and Binbin Zhang and Bing Zhang and Franz E. Bauer and Yongquan Xue and Weimin Yuan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.01107},
  year   = {2019}
}

备注

8 pages, 5 figures, accepted for publication in ApJ