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磁星耀发与快速射电暴的激波

高能天体物理现象 2020-07-01 v2

摘要

年龄小于一个世纪的磁星预计会极度活跃。除由自转驱动的风外,它们还会产生频繁的磁耀发,向风中发射强大的激波。这些内部激波作为脉泽产生快速(毫秒级)射电暴(FRBs),具有以下性质。(1)GHz射电辐射出现在半径r1014r\sim 10^{14} cm处,在观测者时间上持续1\lesssim 1 ms。(2)周围风中的诱导散射不会抑制射电暴。(3)辐射具有由磁星自转轴设定的线偏振。(4)辐射在暴期间向低频漂移,且其持续时间在低频处变宽。(5)非均匀风中的激波可能发射可变暴;若磁星以1\sim 1 s周期自转,可能在亚毫秒时间尺度上出现周期性。然而,观测到的FRB结构很可能被穿过宿主星系传播时的透镜效应改变。(6)来自磁星的FRB预计会重复,伴有罕见强暴(可达1043\sim 10^{43} erg)或更频繁的弱暴。(7)当重复耀发撞击先前耀发尾迹中的风泡时,FRB转变为明亮光学闪。其光度可接近Ia型超新星并持续数秒。宇宙中这些光学闪的速率远低于FRB速率,但可能超过超新星速率。超活跃磁星在宿主星系中的位置取决于其形成方式:超新星爆炸中产生的磁星将示踪恒星形成区,而致密天体并合中形成的磁星将有偏移。并合磁星预计能量最高且尤其超活跃。

关键词

引用

@article{arxiv.1908.07743,
  title  = {Blast Waves from Magnetar Flares and Fast Radio Bursts},
  author = {Andrei M. Beloborodov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07743},
  year   = {2020}
}

备注

20 pages, 6 figures, ApJ, in press