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通过强透镜化重复暴源计时探测快速射电暴源的运动

高能天体物理现象 2017-09-27 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

鉴于快速射电暴(FRBs)可能的重复性、其宇宙学起源及其高发生率,利用即将进行的射电巡天探测由介入星系透镜引起的强透镜化源是可能的。我们表明,如果重复源的多个图像通过VLBI被分辨,使用一种独立于透镜建模的方法,精确计时可以揭示发射斑的物理或视向非均匀运动。这可以探测FRBs的物理性质及其周围环境,对包括如果FRBs需要处于特殊系统中的致密星则绕恒星伴星轨道运动,以及发射斑位置可能随机变化的喷流-介质相互作用等场景进行约束。FRBs可能达到的高计时精度(ms\sim {\rm ms})相比于星系透镜中图像间的典型时间延迟(10days\gtrsim 10\, {\rm days}),使得测量延迟的微小分数变化(109\sim 10^{-9})成为可能,从而探测由源、透镜和地球之间相对运动引起的时间延迟变化。我们表明,均匀的宇宙本动速度仅导致延迟时间线性漂移,而地球轨道运动的影响可以被精确扣除,从而能够寻找非平庸的源运动。对于1\sim 1\,ms的计时精度和单个FRB源0.05\sim 0.05每天的被探测暴重复率,如果在数百天的周期内观测到重复,垂直于视线方向的发射斑0.11\gtrsim 0.1 - 1\,AU的非均匀位移是可探测的。

关键词

引用

@article{arxiv.1706.06103,
  title  = {Probing motion of fast radio burst sources by timing strongly lensed repeaters},
  author = {Liang Dai and Wenbin Lu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1706.06103},
  year   = {2017}
}

备注

21 pages, 6 figures, 1 table. New version accepted to ApJ with abstract revised, typo corrected, and references added