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高活跃度 FRB20201124A 的闪烁时标测量

高能天体物理现象 2021-11-23 v2

摘要

致密射电源的闪烁源于多径传播引起的图像间干涉,可用于探测 intervening 散射等离子体以及发射源与散射屏的速度。在 FRB20201124A 这一进入极端活跃期的中继快速射电暴(FRB)中,我们在升级后的 Giant Metrewave 射电望远镜(uGMRT)和 Effelsberg 100\,m 射电望远镜的观测中获得了大量暴探测。时间上相近的暴显示出相似的闪烁图样,我们通过关联暴对频谱,分别在 Effelsberg(1370\,MHz)和 uGMRT(650\,MHz)测得闪烁时标为 14.3±1.214.3\pm1.2\,min 和 7±27\pm2\,min。归算到 1\,GHz 的闪烁带宽为 0.5±0.10.5\pm0.1\,MHz,在 Effelsberg 处推断的闪烁速度为 VISS(59±7)dl/2kpc km s1V_{\mathrm{ISS}}\approx (59\pm7) \sqrt{d_{l}/2\,\rm{kpc}}~{\rm km~s}^{-1},对于任何位于透镜距离 dl400d_{l} \gtrsim 400\,pc 之外的散射屏,该速度均高于地球速度。根据测得的闪烁带宽,FRB20201124A 的散射比邻近脉冲星更低,与 NE2001 和 YMW16 模型预测相比分别低约 30\sim 301200\sim 1200 倍。这种欠散射,连同测得的闪烁速度,与位于地球附近 dl400d_{l} \sim 400\,pc 的散射屏一致,而非 NE2001 所预测的作为主导散射源的 2\,kpc 旋臂。通过未来测量,散射屏的距离、几何与速度可通过建模 VISSV_{\rm ISS} 的年变化,或通过台站间时间延迟或干涉观测获得。FRB 的闪烁/散射测量有助于改进银河系电子密度模型,特别是在银晕或高银纬处。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.00052,
  title  = {Scintillation timescale measurement of the highly active FRB20201124A},
  author = {R. A. Main and G. H. Hilmarsson and V. R. Marthi and L. G. Spitler and R. S. Wharton and S. Bethapudi and D. Z. Li and H. -H. Lin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.00052},
  year   = {2021}
}

备注

9 pages, 9 figures, Accepted for publication in MNRAS