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电磁烟花:磁星风压缩中快速磁重联产生的快速射电暴

高能天体物理现象 2022-06-22 v2

摘要

快速射电暴(FRBs)的一种产生情景是磁星风电流片中的磁重联。受磁星耀发诱导的强磁脉冲压缩,电流片碎裂为自相似的磁岛链。在其层级并合过程中,界面处的时间依赖等离子体电流产生相干辐射。我们使用2D辐射相对论粒子网格模拟研究该情景,以计算相干辐射的效率并获取频率标度。与预期一致,重联磁能的份额 f0.002f\sim 0.002 被转换为高频快磁声波包,其可作为射电辐射从磁星风逃逸。与解析估计相符,我们发现 1047erg  s110^{47}\text{erg}\;\text{s}^{-1} 的磁脉冲可触发相对窄带的GHz辐射,其光度约为 1042erg  s110^{42}\text{erg}\;\text{s}^{-1},足以解释明亮的河外FRBs。该机制为暴信号的频率向下漂移以及最近在FRB 20200120E中探测到的 100  ns\sim 100\;\text{ns} 子结构提供了自然解释。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.04320,
  title  = {Electromagnetic fireworks: Fast radio bursts from rapid reconnection in the compressed magnetar wind},
  author = {J. F. Mahlmann and A. A. Philippov and A. Levinson and A. Spitkovsky and H. Hakobyan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.04320},
  year   = {2022}
}

备注

19 pages, 9 figures, Accepted for publication by ApJL