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快速射电暴作为双中子星并合多信使源的挑战

高能天体物理现象 2023-10-31 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

快速射电暴(FRBs)是一类新发现的射电暂现源,来自宇宙学尺度源,持续时间约为几毫秒。然而,其起源仍是天文学中高度争议的话题。在众多被提议作为潜在前身天体的灾变事件中,双中子星(BNS)并合已成为至少部分明显非重复 FRB 的有力候选。然而,这一关联不应仅基于偶然重合概率得出。在本研究中,我们阐明了考虑 FRB 与 BNS 并合关联时必须满足的必要条件,重点关注并合后抛射物环境。为强调这些条件的重要性,我们审视了所提议的 GW190425 与 FRB20190425A 之间的关联。我们的研究细致考虑了 FRB 信号必须穿越致密并合抛射物而不显著衰减、从而在 400 MHz 仍可探测这一苛刻条件。此外,我们发现若该 FRB 确实与引力波事件相关,GW 数据强烈支持高度离轴构型,其 BNS 并合视角角 θv>30\theta_v > 30^{\circ} 的概率 p(θv>30)p(\theta_v > 30^{\circ}) 约为 99.99%。因此,我们的发现强烈排除轴上系统,而我们发现轴上系统恰是该 FRB 可被探测所必需的。故我们得出结论:GW190425 与 FRB20190425A 无关。我们还讨论了该结果对未来 BNS 遗迹与 GW 事件 FRB 相符多信使观测的意义,并论证 BNS 并合遗迹不能解释超过 1% 的 FRB 源形成。该观测表明短伽马射线暴不应被用于解释 FRB 宿主种群的整体属性。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.00948,
  title  = {Challenges for Fast Radio Bursts as Multi-Messenger Sources from Binary Neutron Star Mergers},
  author = {Mohit Bhardwaj and Antonella Palmese and Ignacio Magaña Hernandez and Virginia D'Emilio and Soichiro Morisaki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.00948},
  year   = {2023}
}

备注

9 pages, 4 figures. Submitted