基于多频段观测约束 FRB 20121102A 的暴能量函数与频谱条纹图样

利用 FAST 望远镜观测到的快速射电暴 (FRB) 20121102A 的频谱形状变化与暂现的双峰暴能量分布 (E-分布) 是巨大的谜题。我们采用 FAST 与 Arecibo 望远镜在 $L$ 波段以及 GBT 望远镜在 $C$ 波段公布的观测多频段数据，通过蒙特卡洛模拟研究这些谜题。内禀能量函数 (E-函数) 建模为 $dp/dE\propto E^{-\alpha_{\rm E}}$，频谱轮廓描述为高斯函数。由 GBT 样本的 $\nu_{\rm p}$ 分布推断出其在 0.5–8 GHz 内频谱峰值频率 ($\nu_{\rm p}$) 的条纹图样。我们利用观测与模拟的特定 E-分布的 Kolmogorov–Smirnov (K-S) 检验概率，估计 $\alpha_{\rm E}$ 与频谱轮廓标准差 ($\sigma_{\rm s}$) 的可能性。我们的模拟给出 $\alpha_{\rm E}=1.82^{+0.10}_{-0.30}$ 与 $\sigma_{\rm s}=0.18^{+0.28}_{-0.06}$ ($3\sigma$ 置信水平) (基于 FAST 样本)。这些结果表明单一幂律函数足以刻画 FRB 20121102A 的 E-函数。其观测频谱指数与 E-分布随不同频段望远镜的变化源于物理与观测两方面原因，即单次暴的窄频谱宽度与暴间宽频段的离散 $\nu_{p}$ 条纹图样，以及望远镜带通与灵敏度的选择效应。假定的 $\nu_{p}$ 条纹图样无法用当前 FRB 辐射物理模型解释。文中讨论了可能引入该特征的人为效应的一些注意事项。