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由绕脉冲星或磁星运行的小天体引起的重复快速射电暴

高能天体物理现象 2021-01-04 v4

摘要

小行星进入脉冲星高度磁化且高度相对论性的风中,为重复快速射电暴(FRB)提供了有利构型。天体与风直接接触会形成由静止 Alfvén 波组成的尾迹,称为 Alfvén 翼。当风的一团物质穿过 Alfvén 翼时,它感受到环境磁场的转动,可引发射电波不稳定性。在观测者参考系中,波被准直在极窄的方向范围内,且强度极高。2014 年发表的一项先前工作表明,行星绕脉冲星运行时可在经过我们视线时引起 FRB。我们预言了周期性 FRB。此后随机 FRB 重复源已被发现。我们提出该理论的改进版,其中重复源可由较小天体与脉冲星风的相互作用解释。考虑附着在脉冲星风中天体上的相对论性 Alfvén 翼的性质,并计入热考量,我们进行了参数研究。我们发现 FRB,包括 Lorimer 暴(30 Jy),可由距高度磁化毫秒脉冲星 0.03 至 1 AU、尺寸 1 至 10 km 的小型脉冲星伴星解释。部分参数集也与磁星相容。我们的模型与 FRB121102 的高旋转量相容。FRB 的成团计时是中等风湍流的结果。由少于 200 个天体组成的小行星带即足以解释 FRB121102 的爆发率。该模型经此次改进后,与自 2014 年首次发表以来发现的(当时重复 FRB 尚属未知)性质相容。它基于标准物理及可见于任何星系的常见天体物理对象。其所需功率比(常见的)各向同性发射 FRB 模型小 101010^{10} 倍。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.12834,
  title  = {Repeating fast radio bursts caused by small bodies orbiting a pulsar or a magnetar},
  author = {Fabrice Mottez and Philippe Zarka and Guillaume Voisin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.12834},
  year   = {2021}
}

备注

Astronomy and Astrophysics - A&A, EDP Sciences, 2020