Origin of fast radio bursts from multi-wavelength and multi-time domain

多波长和多时域快速无线电爆发的起源

基本信息

批准号：
22K20366
负责人：
和田知己
金额：
$ 1.75万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20366/
关键词：
高速電波バーストマグネター中性子星突発天体

项目摘要

本研究では、銀河系内のマグネターから観測された、X線ショートバーストと高速電波バーストの同時放射に関する理論的な研究を行った。この天体現象では、通常観測されるよりエネルギーの高い80keV程度のハードなX線ショートバーストに付随して、高速電波バーストが観測された。ハードなX線ショートバーストを説明するモデルの1つに、磁力線に沿って膨張するファイアボールモデルがある。この磁力線に沿って膨張するファイアボールモデルをかつてなく詳細に調べ、解析的なモデルを構築した。具体的には、マグネターの強磁場効果、マグネター表面からのバリオンローディング、磁力線垂直方向への光子の拡散、サイクロトロン共鳴による輻射加速の効果を詳細に入れてモデル化し、以下のことを明らかにした。(1)ファイアボールに含まれるバリオンの量と、アウトフローの運動学的エネルギーの関係、(2)磁力線垂直方向への光子の拡散が重要となるような、バリオンの量やファイアボールの初期サイズ、(3)光学的に薄くなった領域でのサイクロトロン共鳴散乱による輻射加速が、アウトフローの運動学的光度をどれだけ増大させるか、(4)アウトフローの運動学的エネルギーの一部が高速電波バーストに転換されるという仮定すると、アウトフローに含まれるバリオンの量に下限がつくこと。特に(3)のサイクロトロン共鳴散乱による輻射加速は、これまで考えられていなかった効果であるが、この効果によってアウトフローの運動学的エネルギーが桁で増大しうることが明らかになった。また、サイクロトロン共鳴散乱による輻射加速を、数値計算によって詳細に研究している。

在这项研究中，我们对X射线短爆发的同时辐射和高速无线电波爆发进行了理论研究。在这种天文学现象中，高速无线电波爆发与硬X射线短爆发相结合，大约80 keV，这比正常观察到的能量要多。一个解释硬X射线短爆发的模型是沿着磁场线扩展的火球模型。比以往任何时候都更详细地研究了沿着这些磁场扩展的火球模型，并构建了一个分析模型。具体而言，对磁场表面的磁铁，巴属载荷的影响，磁场线垂直方向的光子的扩散以及详细阐明了由于回旋量共振而引起的辐射加速，并阐明了以下内容。（1）在火球中包含的巴里子的数量与流出的运动能量之间的关系，（2）巴里子的量和火球的初始大小，在磁场线的垂直方向上，光子在垂直方向上的扩散很重要，（3）在循环中散射的辐射率是多个散射的速度，kin shipery the Offernect y hy the kin seclem syflofe and the the kin kin syflofe s kin syflofition a kin extriend spthem spthere consection a kin extrigation syflofe s kin sptive consection syefly的散射量增加了（kin）。流出的运动学能量的一部分被转换为高速无线电爆发，流出中包含的重子的量有下限。特别是，（3）中的回旋共振散射引起的辐射加速度是一种不可想象的效果，但已经发现这种效应可以通过数量级来增加流出运动能量。此外，通过数值计算，通过详细研究了由于回旋共振散射引起的辐射加速度。