快速射电暴的自调制

快速射电暴（FRBs）是进入非线性光学领域的极端天体物理现象，该领域发展自激光物理。一种经典的非线性效应是自调制。我们使用单色线偏振 GHz 波在距源距离 $R$ 处穿过密度为 $N$ 的均匀等离子体板的理想化设置，考察 FRB 在暴周环境中的传播。我们发现，若板位于临界半径 $R_{\rm crit}\sim 10^{17}(N/10^2{\rm\; cm}^{-3})(L/10^{42}{\rm\; erg\; s}^{-1}){\rm\; cm}$ 之内，则发生自调制，其中 $L$ 为 FRB 光度的各向同性等效值。自调制将暴破裂为垂直于径向的薄饼状结构。当 $R\lesssim R_{\rm crit}$ 时，薄饼的横向尺寸小于菲涅耳尺度。当暴离开板时，薄饼发生强衍射，薄饼间的干涉产生具有亚 GHz 带宽的观测强度频率调制。当 $R\sim R_{\rm crit}$ 时，薄饼的横向尺寸与菲涅耳尺度相当，衍射效应较弱。观测强度在十微秒的时间尺度上被调制，对应于薄饼的径向宽度。我们的结果表明，自调制可能导致 FRB 中观测到的时间与频率结构。