中国FAST探测到世界上最大的FRB偏振观测样本

FAST 的插图。 /CAS

FAST 的插图。 /CAS

研究人员观测到近 1863 次重复快速射电暴(FRB)20201124A,获得了世界上最大的 FRB 偏振观测样本,这要归功于 FAST、500 米口径球面射电望远镜和世界上最大的单碟和最灵敏的射电中国研制的望远镜。

由中国科学院(CAS)下属的中国国家天文台(NAOC)和北京大学的研究人员领导的一项研究于周三在国际学术期刊《自然》上发表。

该研究的截图发表在国际学术期刊《自然》上。 /自然

该研究的截图发表在国际学术期刊《自然》上。 /自然

FRB 是发射毫秒级射电暴的宇宙源。 尽管已经发现了数百个快速射电暴,但它们的物理性质和中央引擎仍不清楚。

法拉第旋转量度和色散量度因当地环境而变化,是了解其物理性质的重要线索。

最近对 FRB 20201124A 旋转测量的观察表明,在一天时间尺度上存在显着变化。

法拉第旋转的短时间尺度演化的图示。 /CAS

法拉第旋转的短时间尺度演化的图示。 /CAS

有趣的是,旋转测量的振荡支持局部贡献可以改变符号,表明沿视线的磁场反转。

在这项研究中,科学家们提出了一个物理模型来解释观察到的 FRB 20201124A 的特征,提出重复信号来自一个包含磁星和带有衰减盘的 Be 星的双星系统。

根据这项研究,FRB 20201124A 可以类比于银河双星系统 PSR B1259-63/LS 2883 的脉冲发射,包含 PSR B1259-63 和 Be starLS 2883。

磁星/铍星双星模型示意图。 (A) Be 星位于圆盘的中心。 磁星显示为红点。 星盘平面(显示为黑色虚线)与轨道平面(显示为紫色虚线)倾斜,角度 φ = π/12。 紫色虚线是磁星轨道的主轴。 当射电暴的路径通过圆盘时,暴与圆盘的相互作用可以再现观测到的变量旋转测量、去极化、大散射时间尺度和法拉第转换。 (B) Be 星盘的正面视图。 箭头所示的磁场被假定为磁盘中的方位角(或环形)。 该模型预测,当磁星经过 Be 星前方时,来自磁盘的 RM 贡献会改变符号。 FAST 发现的 RM 变体支持这种情况。 /自然

磁星/铍星双星模型示意图。 (A) Be 星位于圆盘的中心。 磁星显示为红点。 星盘平面(显示为黑色虚线)与轨道平面(显示为紫色虚线)倾斜,角度 φ = π/12。 紫色虚线是磁星轨道的主轴。 当射电暴的路径通过圆盘时,暴与圆盘的相互作用可以再现观测到的变量旋转测量、去极化、大散射时间尺度和法拉第转换。 (B) Be 星盘的正面视图。 箭头所示的磁场被假定为磁盘中的方位角(或环形)。 该模型预测,当磁星经过 Be 星前方时,来自磁盘的 RM 贡献会改变符号。 FAST 发现的 RM 变体支持这种情况。 /自然

在 FRB 20201124A 中检测到的线性/圆形度数和位置极化角的振荡示意图。 /CAS

在 FRB 20201124A 中检测到的线性/圆形度数和位置极化角的振荡示意图。 /CAS

研究称,当磁星接近近星体时,无线电波通过 Be 星盘的传播自然会导致观察到不同的旋转测量、去极化、大散射时间尺度和法拉第转换。

NAOC研究员、北京大学物理学教授李克佳告诉中央广播电视总台(CMG),该研究结果是未来FRB物理性质研究的重要观测数据,促使从Be / X射线双星中寻找FRB信号.

使用二元模型对 FRB 20201124A 的 RM 演化进行拟合的图示。 蓝色散点是一天中观察到的 ΔRM 的平均值,红线是我们模型的预测演变。 蓝色阴影区域是观察到的 RM 的范围。 在计算中,靠近恒星的圆盘密度为 ρ0 = 3 × 10−14 g cm−3,具有陡峭衰变指数 β = 4。轨道周期取 80 天,轨道离心率 e = 0.75。 我们的模型可以重现 RM 进化的主要结构。 但是,有一些小的结构是无法复制的。 这些较小的结构可能是由磁盘中的团块引起的。 /自然

使用二元模型对 FRB 20201124A 的 RM 演化进行拟合的图示。 蓝色散点是一天中观察到的 ΔRM 的平均值,红线是我们模型的预测演变。 蓝色阴影区域是观察到的 RM 的范围。 在计算中,靠近恒星的圆盘密度为 ρ0 = 3 × 10−14 g cm−3,具有陡峭衰变指数 β = 4。轨道周期取 80 天,轨道离心率 e = 0.75。 我们的模型可以重现 RM 进化的主要结构。 但是,有一些小的结构是无法复制的。 这些较小的结构可能是由磁盘中的团块引起的。 /自然

通过凯克望远镜对 FRB20201124A 的宿主星系进行光谱和高分辨率图像观测。 /CAS

通过凯克望远镜对 FRB20201124A 的宿主星系进行光谱和高分辨率图像观测。 /CAS

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