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快速射电暴的运动镜模型

高能天体物理现象 2022-08-03 v1

摘要

近期对蟹状脉冲星相干辐射的观测(Bij 等 2021)表明,该辐射由超相对论(γ104\gamma \sim 10^4)、冷等离子体流驱动。相对论性膨胀的等离子体壳层可压缩环境磁场,如同运动镜一般,从而产生波长比环境介质短 γ2\gamma^2 倍的相干辐射。这一机制过去由 Colgate 和 Noerdelinger(1971)在射电亮超新星爆发的背景下研究过。在本工作中,我们提出类似机制驱动快速射电暴中的相干辐射。高洛伦兹因子大幅降低了所需的隐含能量与磁场要求,使得规则(甚至再循环)、快速自转脉冲星而非慢速自转磁星的自旋-down 能量足以解释 FRB。我们表明该模型可解释观测 FRB 的频率与时间演化,以及其持续时间、能量学与缺乏全色对应体。我们还预言子脉冲的峰值频率随观测时间以 ωobstobs1/2\omega_{\rm obs} \propto t_{\rm obs}^{-1/2} 下降。遗憾的是,以当前能力无法约束曲线 ωobs(tobs)\omega_{\rm obs} \left(t_{\rm obs} \right) 的形状。最后,我们发现该模型的一个变体可解释较弱的射电暂现源,例如来自银河系磁星的那个。在此变体中,激波产生低频光子,随后被康普顿散射到 GHz 范围。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.11663,
  title  = {The Moving Mirror model for Fast Radio Bursts},
  author = {Almog Yalinewich and Ue-Li Pen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.11663},
  year   = {2022}
}