毫秒自转磁星与快速X射线暂现源的空间密度比较
高能天体物理现象
2025-08-28 v1
摘要
快速X射线暂现源（FXTs）是持续数分钟至数小时的明亮X射线闪光，其峰值各向同性光度L_X,peak ~ 10^42-10^47 erg/s，总各向同性能量E ~ 10^47-10^50 erg。它们已在软X射线波段被Chandra、XMM-Newton、Swift-XRT以及最近的Einstein Probe探测到，其中Einstein Probe在运行首年即报告了超过50个FXT。尽管已提出多种模型，许多FXT的本质仍不清楚。有一种模型认为FXT由新形成的毫秒磁星的自转减慢提供能量，这类磁星通常由双中子星（BNS）并合产生。然而，BNS的体积分率约为~10^2 Gpc^-3 yr^-1，与估计的FXT发生率10^3-10^4 Gpc^-3 yr^-1几乎不重叠。即使在该重叠范围内，BNS并合也需要以接近100%的效率产生FXT。我们探讨了其他毫秒磁星形成通道是否能够解释这一差异。我们汇总了多种候选前身天体的发生率密度：白矮星的吸积诱导坍缩、双白矮星并合、中子星-白矮星并合以及大质量恒星坍缩，并利用恒星形成率或恒星质量密度分布将其银河系事件率转换为体积分率。我们发现，最高的潜在形成率来自双白矮星并合和大质量恒星坍缩。然而，这两种通道都面临理论和观测上的挑战：所产生中子星的自转和磁场性质不确定，且很少有天体能同时满足FXT产生所需的两个条件。在所有情景中，合适的毫秒磁星比例都很低或约束很差。我们得出结论，它们不太可能是FXT的主导前身天体，对观测到的FXT群体的贡献最多为10%。
引用
@article{arxiv.2506.11676,
title = {Comparing the Space Densities of Millisecond-Spin Magnetars and Fast X-Ray Transients},
author = {Sumedha Biswas and Peter G. Jonker and M. Coleman Miller and Andrew Levan and Jonathan Quirola-Vásquez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.11676},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in A&A;