双中子星并合产生的重复与非重复快速射电暴
高能天体物理现象
2018-04-18 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
大多数快速射电暴(FRB)未显示出重复证据,此类非重复 FRB 可能产生于双中子星(BNS)并合之时,前提是 BNS 并合率接近当前可能范围的高端。然而,并合环境受到动力学抛射物的污染,这可能阻碍射电信号传播。我们利用 BNS 并合的广义相对论模拟研究了这一点,表明抛射物在并合后恒星自转速度达到最大约 1 ms 后出现。因此存在一个 FRB 信号能够向外传播的时间窗口,且非重复 FRB 的短持续时间可由抛射物形成后的屏蔽来解释。一部分 BNS 并合可能留下一颗快速自转且稳定的中子星,此类天体可能是类似 FRB 121102 的重复 FRB 的起源。我们表明,并合遗迹将在约 1-10 年的时间尺度上表现为重复 FRB,且其预期性质与 FRB 121102 的观测一致。我们构建了一个包含源自 BNS 并合的重复与非重复这两类 FRB 的 FRB 率演化模型,并表明重复 FRB 相对于非重复 FRB 的探测率随搜寻灵敏度的提高而快速增加。这或可解释为何唯一的重复 FRB 121102 是由 Arecibo 最灵敏的 FRB 搜寻发现的。我们给出了若干预言,包括被引力波及后续电磁辐射定位的 BNS 并合后 1-10 年出现重复 FRB。
引用
@article{arxiv.1710.02302,
title = {Repeating and Non-repeating Fast Radio Bursts from Binary Neutron Star Mergers},
author = {Shotaro Yamasaki and Tomonori Totani and Kenta Kiuchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.02302},
year = {2018}
}
备注
12 pages, 5 figures, accepted for publication in PASJ; v2: a discussion on the synchrotron self-absorption added