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河外中子星的超巨脉冲

高能天体物理现象 2016-01-21 v2

摘要

我们考虑源自河外中子星(NSs)的射电暴,通过解决关于源距离的三个问题。相干辐射在GHz频率上的物理限制是什么?它们是否允许在宇宙学距离上被探测到?每个NS需要多少次暴才能产生推断的暴率 103\sim 10^3-10410^4 sky1^{-1} day1^{-1}?暴率与哈勃体积内NS的形成率相当,如果它们足够亮,每个NS仅需一次。然而,辐射物理使我们倾向于更近的星族。这就需要每个NS更多次暴,但在10到100年内的重复仍可忽略。暴被建模为亚纳秒相干shot脉冲非相干叠加,产生毫秒持续时间 1\sim 1 Jy振幅;每个shot脉冲可以远弱于暴振幅,对辐射过程的要求限制较少。尽管如此,单个shot脉冲类似于从蟹脉冲星看到的极端、未分辨(<0.4< 0.4 ns)MJy shot脉冲,这与几乎中性团块(净电荷 ±1021e\sim \pm 10^{21}e,总能量 1023\gtrsim 10^{23} ergs)在近光速圆柱面发射的相干曲率辐射一致。来自Gpc距离的暴需要 1012dGpc2\sim 10^{12}d_{\rm Gpc}^2 个shot脉冲的非相干叠加或总能量 1035dGpc2\gtrsim 10^{35} d_{\rm Gpc}^2 erg。近光速圆柱面附近的能量储备将探测距离限制为 few×100\lesssim {\rm few} \times 100 Mpc(对于 fluence 1\sim 1 Jy ms),除非条件比蟹脉冲星更极端。类似地,来自普通脉冲星和磁星的极端单脉冲可能从整个本星系群甚至更远被探测到。星系簇对色散量度的贡献对某些暴将很显著。我们讨论与河外NS相关暴的特征的检验。

关键词

引用

@article{arxiv.1501.00753,
  title  = {Supergiant Pulses from Extragalactic Neutron Stars},
  author = {J. M. Cordes and Ira Wasserman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1501.00753},
  year   = {2016}
}

备注

Five figures. New version resubmitted to MNRAS