Hyperactive Magnetar Eruptions: Giant Flares, Baryon Ejections, and Fast Radio Bursts

磁场 $B\gtrsim 10^{16}$ G 的年轻中子星在内部磁场通过顺磁扩散演化至约 $10^9$ s 时间尺度后会变得高度活跃。我们通过数值模拟发现，这一过程可将磁力环从星体内部抛射到外部。内部磁场首先扩散至位于液态核心周围的结晶层，然后从表面喷出，并携带大量结晶材料。喷发涉及磁重联，产生巨型伽马射线晕射。喷发能量的一部分由富含中子的结晶物质承载，这些物质必须经历脱压和核加热阶段。巨大的抛射物质应产生额外的辐射成分，包括由放射性能量驱动的伽马射线、光学辐射以及后来的射电余辉。所预测的喷发在我们银河系中较老且相对不活跃的观测中磁星中很少发生。然而，该模型能够解释 SGR 1806-20 在 2004 年 12 月的极强晕射、其抛射质量以及余辉。更活跃、年轻的磁星可能频繁发生结晶喷发并形成异常星云。此类高度活跃磁星是宇宙快速射电脉冲 (FRB) 的潜在中心引擎。我们认为，每一次喷发都会启动一个超相对论磁声脉冲领先抛射物质，并演化为一种能够发射 FRB 的相对论冲击波。