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低扭转磁星模型中的快速射电暴光度函数与死亡线

高能天体物理现象 2020-03-11 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

我们在 Wadiasingh 和 Timokhin (2019) 的低扭转磁星模型中探索快速射电暴(FRBs)的暴能量分布。受 FRB 121102 的幂律流量分布启发,我们提出了一种单个重复暴的 FRB 光度函数的初等模型,其反演方案将磁星短暴流量的幂律分布指数与 FRB 的幂律分布指数直接关联。该方案表明,若磁星短暴主要处于磁弹性 regime,则 FRB 能量几乎随地壳/磁场位错幅度线性标度。单个重复暴在暴期间的磁层电荷匮乏(WT19 中所要求)意味着预测的暴流量分布较窄,对于磁星地壳中可行的屈服应变和振荡频率,其跨度 3\lesssim 3 个数量级。要求磁约束和电荷匮乏,我们获得了 FRB 的死亡线,将磁星与正常脉冲星族群区分开,表明只有前者会承载重复 FRB。我们将单个磁星的暴能量分布卷积以定义演化磁星族群中的光度分布。断裂幂律光度函数的低能特征取决于族群模型,而高能指数追踪单个重复暴的指数。与演化族群无关,断裂幂律各向同性等效能量/光度函数在 10371040\sim10^{37}-10^{40} erg 处达到峰值,低能截断在 1037\sim 10^{37} erg。最后,我们考虑 FRB 的本地流量分布,发现其可约束产生 FRB 的磁星前身星子集。我们的模型表明灵敏度的提升可能揭示全球 FRB 流量分布的展平以及 FRB 率的饱和。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.06979,
  title  = {The Fast Radio Burst Luminosity Function and Death Line in the Low-Twist Magnetar Model},
  author = {Zorawar Wadiasingh and Paz Beniamini and Andrey Timokhin and Matthew G. Baring and Alexander J. van der Horst and Alice K. Harding and Demosthenes Kazanas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.06979},
  year   = {2020}
}

备注

23 pages, 3 figures, accepted to The Astrophysical Journal