Fast Radio Bursts from Activity of Neutron Stars Newborn in BNS Mergers: Offset, Birth Rate, and Observational Properties
Fast Radio Bursts from Activity of Neutron Stars Newborn in BNS Mergers: Offset, Birth Rate, and Observational Properties
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BNS 合并中新生中子星活动产生的快速射电爆发：偏移、诞生率和观测特性
DOI：
10.3847/1538-4357/ab74d0
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发表时间：
2020-02
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Z.G.Dai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
F.Y.Wang;Y.Y.Wang;Yuan-Pei Yang;Y.W.Yu;Z.Y.Zuo;Z.G.Dai
核心塌缩爆炸中诞生的年轻中子星（NS）是快速射电爆发（FRB）中央引擎的有希望的候选者，因为第一个局部重复爆发FRB 121102发生在恒星形成的矮星系中，类似于超光度超新星和长伽马射线爆发的宿主星系。然而，与 FRB 121102 的宿主相比，FRB 180924 和 FRB 190523 局限于恒星形成率较低的大质量星系。FRB 180924 和 FRB 190523 的爆发和宿主中心之间的偏移分别约为 4 和 29 kpc。这些宿主特性与短伽马射线暴 (GRB) 相似，后者是由双中子星 (BNS) 或 NS-黑洞合并产生的。因此，为 FRB 提供动力的 NS 可能会在 BNS 合并中形成。在本文中，我们研究了 BNS 合并率和合并时间，并使用群体综合方法预测了不同类型宿主星系最有可能的合并位置。我们发现BNS合并通道与最近报道的FRB 180924和FRB 190523的偏移量一致。短GRB的偏移量分布可以通过使用类似于GRB宿主的星系模型的群体合成很好地再现。 FRB（包括非重复和重复）的事件发生率大于 BNS 合并和短伽玛暴，并且需要大量观测到的 FRB 发射多次爆发。利用 NS 磁层中星团的曲率辐射，我们还预测了 BNS 合并中 FRB 的观测特性，包括色散测量和旋转测量。在后期（t≥1年），BNS合并喷射物对分散测量和旋转测量的贡献可以忽略不计。
Young neutron stars (NSs) born in core-collapse explosions are promising candidates for the central engines of fast radio bursts (FRBs), since the first localized repeating burst FRB 121102 occurs in a star-forming dwarf galaxy similar to the host galaxies of superluminous supernovae and long gamma-ray bursts. However, FRB 180924 and FRB 190523 are localized to massive galaxies with low rates of star formation, compared with the host of FRB 121102. The offsets between the bursts and host centers are about 4 and 29 kpc for FRB 180924 and FRB 190523, respectively. These host properties are similar to those of short gamma-ray bursts (GRBs), which are produced by binary neutron star (BNS) or NS-black hole mergers. Therefore, the NSs powering FRBs may be formed in BNS mergers. In this paper, we study BNS merger rates and merger times, and predict the most likely merger locations for different types of host galaxies using the population synthesis method. We find that the BNS merger channel is consistent with the recently reported offsets of FRB 180924 and FRB 190523. The offset distribution of short GRBs is well reproduced by population synthesis using a galaxy model similar to that of GRB hosts. The event rate of FRBs (including non-repeating and repeating), is larger than those of BNS mergers and short GRBs, and requires a large fraction of observed FRBs emitting several bursts. Using curvature radiation by bunches in NS magnetospheres, we also predict the observational properties of FRBs from BNS mergers, including the dispersion measure and rotation measure. At late times (t ≥ 1 yr), the contribution to dispersion measure and rotation measure from BNS merger ejecta can be neglected.
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DOI：
--
发表时间：
2013-07
期刊：
arXiv: High Energy Astrophysical Phenomena
影响因子：
--
作者：
S. Popov;Konstantin Postnov
通讯作者：
S. Popov;Konstantin Postnov
DOI：
10.1142/s0217732316300135
发表时间：
2016-04
期刊：
arXiv: High Energy Astrophysical Phenomena
影响因子：
--
作者：
Jonathan I. Katz
通讯作者：
Jonathan I. Katz
影响因子：
4.8
作者：
P. Beniamini;T. Piran
通讯作者：
P. Beniamini;T. Piran
DOI：
10.3847/1538-4357/aa794d
发表时间：
2017-03
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
M. Nicholl;P. G. Williams;E. Berger;V. Villar;K. Alexander;T. Eftekhari;B. Metzger
通讯作者：
M. Nicholl;P. G. Williams;E. Berger;V. Villar;K. Alexander;T. Eftekhari;B. Metzger
快速射电暴的能量函数、形成速率和低金属环境
影响因子：
4.8
作者：
Zhang G Q;Wang F Y
通讯作者：
Wang F Y