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FRB 光变曲线变率揭示了关于发射机制的什么信息?

高能天体物理现象 2020-09-09 v2

摘要

少数快速射电暴(FRB)的光变曲线显示出其流量在极短(tr10μt_{\rm r}\sim 10\mus)时标上的大幅内禀调制,相较于脉冲持续时间(tFRB1t_{\rm FRB}\sim1ms)。光变曲线变率时标、流量上升时间与脉冲持续时间的小比值,以及数据中的谱-时关联,约束了源的紧致性与产生强射电辐射的机制。当辐射产生于距致密天体较远(1010\gtrsim 10^{10}cm)处时,这些约束最强。我们描述了不同的物理设定,其虽具有大发射半径却可解释观测到的 tr/tFRB1t_{\rm r}/t_{\rm FRB}\ll 1。结果要么是射电产生效率的显著降低,要么是可在观测数据中搜寻的 distinct 光变曲线特征。对于同类模型,我们还表明由于高纬发射,若在 t1t_1 时刻观测到频率 ν1\nu_1 处的流量 f1(ν1)f_1(\nu_1),则在较低频率 ν2<ν1\nu_2<\nu_1 处,在稍晚时刻(t2=t1ν1/ν2t_2=t_1\nu_1/\nu_2)流量应至少为 (ν2/ν1)2f1(\nu_2/\nu_1)^2f_1,且与共动系中辐射的持续时间及能谱无关。一旦计入由散射引起的光变曲线调制,这些特征可被检验。我们针对物理屏与散射机制的一系列可能情况,给出了后者的时标与相干带宽。最后,若未来高分辨 FRB 光变曲线被证明具有延伸至 μ\sim \mus 时标的内禀变率,这将为磁层模型提供有力证据。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.07265,
  title  = {What does FRB light-curve variability tell us about the emission mechanism?},
  author = {Paz Beniamini and Pawan Kumar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.07265},
  year   = {2020}
}

备注

14 pages, 9 figures. Accepted for publication in MNRAS