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辐射力约束FRB机制

高能天体物理现象 2020-04-08 v1

摘要

我们通过仔细考虑与这些强瞬变相关的辐射力,对快速射电暴(FRB)模型给出约束。我们发现,电子/正电子对相干辐射的诱导康普顿散射在该辐射源内部及周围将粒子加速至非常大的洛伦兹因子(LF)。这严重限制了那些在距中子星小于约101310^{13} cm处借助相对论激波和脉泽型不稳定性的FRB模型。在这些模型中,向上游传播的辐射迫使粒子以大于激波前LF的LF离开激波。这使其在运行不到约0.1 ms(观测者帧时长)后中止光子产生过程。我们表明,在大于101310^{13} cm处激波中运行的脉泽,若要求同时解释1 ms或更长的暴时长以及观测到的约1 GHz频率,则需过高能量预算(104610^{46} erg);该能量并非通过施加任何脉泽机制的效率考量或其他细节算出,而完全是确保激波前上游诱导康普顿力对粒子的加速不会掐断脉泽过程的结果。为使源持续运行数毫秒,其应嵌于强磁场(回旋频率\gg波频率)中,以使辐射力不分散等离子体并关闭引擎。

关键词

引用

@article{arxiv.2004.00645,
  title  = {Radiation Forces Constrain the FRB Mechanism},
  author = {Pawan Kumar and Wenbin Lu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.00645},
  year   = {2020}
}

备注

12 pages, 3 figures, to appear in MNRAS, April 2020