快速射电暴的色散量及散射：来自星系际介质、前景晕与宿主星系的贡献

我们利用宇宙学流体动力学模拟研究了快速射电暴（FRB）在星系际介质（IGM）、前景晕与宿主星系晕中的色散量（DM）及散射。我们发现前景晕引起的中位 DM 约为 IGM 引起的 30%，但方差大得多。宿主星系引起的 DM 偏离对数正态分布，而在 $1-3000\ {\rm{pc\, cm^{-3}}}$ 范围内呈现延展分布，中位值约 $100\ {\rm{pc\, cm^{-3}}}$。随后我们生成模拟 FRB 源，假设其在 $z\sim 0-0.82$ 范围内均匀分布，以同时考虑 IGM、前景与宿主晕对 FRB 信号的传播效应。模拟源的 DM 分布与观测吻合良好。模拟源拟合的 DM-红移关系可对观测事件红移提供粗略估计，误差 $\delta z \lesssim 0.15$。假设内、外尺度分别为 1000 km 至 1 AU 与 0.2-10 pc 的 Kolmogorov 湍流模型，模拟源在 DM-散射时间（$\tau$）空间中的分布也能匹配观测。最后，我们估计了这些介质对模型中 DM 与 $\tau$ 的相对重要性。IGM 与宿主晕是河外 DM（$\rm{DM_{exg}}$）的主要和次要来源；同时，来自前景晕的贡献随 $\rm{DM_{exg}}$ 增大而增加。宿主与前景晕可能是散射最重要的介质。统计上，后者可能主导 $\rm{DM_{exg}} \gtrsim 200\ {\rm{pc\, cm^{-3}}}$ 事件的散射。