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中子星-大质量恒星双星中快速射电暴的预期特征

高能天体物理现象 2023-05-24 v1

摘要

近期对一小批重复快速射电暴(FRB)的观测揭示了其爆发活动存在周期性,这可能暗示调制源于双星系统。我们着手探讨这样一类情形:部分重复 FRB 起源于包含高能量中子星与大质量伴星的双星系统,类似于 γ\gamma 射线双星与年轻大质量 X 射线双星。首先,我们特别关注宿主星系性质与双星形成率。随后,我们研究该情形下自转与色散量度的预期演化、预言的诞生地偏移,以及部分系统中观测到的持久射电辐射的起源。重复 FRB 的宿主星系有利于中子星-大质量恒星双星系统的形成,但任何确凿证据都需未来的 FRB 发现与定位。以大质量 X 射线双星的诞生率作为所有考量双星的代理,其显著超过 FRB 的估计率,若仅其中一小部分系统产生 FRB,则可解释此差异。我们表明,在简单假设下,可重现部分重复 FRB 中看到的 DM 与 RM 演化。我们还讨论了由于伴星风与脉冲星风或巨磁星耀斑之间的双星内激波,探测与 FRB 相关的持久射电源的可能性。观测到的持久射电源(Persistent Radio Sources)长期光度稳定性最符合巨耀斑驱动的情形。然而,该解释高度依赖于中子星的磁场性质。通过这些探索,我们旨在提供一个框架,以在中子星-大质量恒星双星情形下讨论未来的 FRB 观测。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.16770,
  title  = {Expectations for Fast Radio Bursts in Neutron Star-Massive Star binaries},
  author = {Kaustubh Rajwade and Jakob van den Eijnden},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.16770},
  year   = {2023}
}

备注

15 pages, 7 figures, 2 appendices, accepted for publication in A&A. Abstract truncated to fit the word limit on arXiv