磁星偏振射电辐射中的线偏振到圆偏振转换
高能天体物理现象
2024-04-16 v2
摘要
磁星的射电辐射为探测这些超强磁场中子星近场环境中的相对论性磁化等离子体提供了独特探针。透射波可能经历双折射和色散传播效应，导致频率依赖的线偏振与圆偏振辐射相互转换，因此在将测得偏振与中子星及快速射电暴（FRB）辐射源的本征性质关联时需要进行分类。我们报道在P = 5.54 s射电磁星XTE J1810197于2018年爆发后的0.7-4 GHz观测中检测到此类现象。该现象局限于以磁子午线为中心的窄脉冲相位范围。其时间演化与磁拓扑的大规模变化紧密耦合，后者源于磁星表面活动区的塑性运动或中子星壳的自由进动。我们对该效应的建模偏离了射电波在磁化等离子体中传播简单理论预期。我们探讨了透射波模间的双折射自耦合、视线方向磁场变化以及磁极上方粒子电荷或能量分布差异作为可能解释。我们讨论了磁星与FRB前身星的直接磁电离环境之间的潜在联系。
引用
@article{arxiv.2311.04195,
title = {Linear to circular conversion in the polarized radio emission of a magnetar},
author = {Marcus E. Lower and Simon Johnston and Maxim Lyutikov and Donald B. Melrose and Ryan M. Shannon and Patrick Weltevrede and Manisha Caleb and Fernando Camilo and Andrew D. Cameron and Shi Dai and George Hobbs and Di Li and Kaustubh M. Rajwade and John E. Reynolds and John M. Sarkissian and Benjamin W. Stappers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.04195},
year = {2024}
}
备注
22 pages (inc. extended data and supplementary materials), 12 figures, 3 tables. Published in Nature Astronomy