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白矿星二合并聚焦引发的快射电脉冲

高能天体物理现象 2026-03-25 v2 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

快射电脉冲(FRB)在年轻及旧星系中均被探测到,表明其形成路径多样化,远超核心坍缩新星(core-collapse supernova)中年轻磁星(young magnetar)的贡献。一种值得关注的延迟形成通道涉及通过巨型白矿星(WD)合并或吸积诱发坍缩形成发射FRB的中子星。我们通过模拟包含双星系统与三体系统的真实星系群落,识别了可能产生FRB候选对象的WD坍缩路径。我们发现:(i)三体动力学开启了孤立双星无法触及的新型合并通道,显著提升整体合并率;(ii)三体诱导的合并拓宽了延迟时间分布,产生长延迟(1\gtrsim1-8~Gyr)事件,且对金属丰度几乎不敏感,同时伴随短延迟(100\lesssim100~Myr)的快速合并;(iii)这些长延迟自然导致FRB在寂静宿主星系及银河星际 halo 中出现;(iv)当与宇宙星系形成历史卷积后,双星通道随星系形成率峰值在 zpeak2z_{\rm peak} \sim 2 处,而三体通道峰值在 zpeak1z_{\rm peak} \sim 1 处,综合本地源率为 R02×104 Gpc3 yr1R_0 \approx 2\times10^4~{\rm Gpc^{-3}~yr^{-1}},与观测结果吻合;(v)将同一框架应用于Type~Ia超新星,发现三体系统延长了延迟时间尾部,Ia型超新星效率约为双星的两倍,产出的速率及红移演化与观测良好一致。若FRB源自WD坍缩,则本文确立了三体系统(除双星外)作为关键且此前被忽视的形成通道,其预测的源率、宿主星系特征及红移演化为后续观测提供了明确检验标准。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.18678,
  title  = {Fast Radio Bursts from White Dwarf Binary Mergers: Isolated and Triple-Induced Channels},
  author = {Cheyanne Shariat and Claire S. Ye and Smadar Naoz and Sanaea Rose},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.18678},
  year   = {2026}
}

备注

accepted for publication in ApJL