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

• 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

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。

This study で は, within the Milky Way の マ グ ネ タ ー か ら 観 measuring さ れ た, X-ray シ ョ ー ト バ ー ス ト と high-speed waves バ ー ス ト の simultaneously に masato す る な research of the theory of line を っ た. こ の celestial phenomenon で は, usually 観 さ れ る よ り エ ネ ル ギ ー の い high degree of 80 kev の ハ ー ド な X-ray シ ョ ー ト バ ー ス ト に pay with し て, high-speed waves バ ー ス ト が 観 measuring さ れ た. ハ ー ド な X-ray シ ョ ー ト バ ー ス ト を illustrate す る モ デ ル の 1 つ に, the lines of magnetic force に along っ て expansion す る フ ァ イ ア ボ ー ル モ デ ル が あ る. こ の lines に along っ て expansion す る フ ァ イ ア ボ ー ル モ デ ル を か つ て な く に べ, detailed analytical な モ デ ル を build し た. Specific に は, マ グ ネ タ ー の unseen fruit, strong magnetic field マ グ ネ タ ー surface か ら の バ リ オ ン ロ ー デ ィ ン グ, the lines of magnetic force vertical へ の photon の company and サ イ ク ロ ト ロ ン resonance に よ る radiation accelerated の unseen fruit を に into detailed れ て モ デ ル し, the following の こ と を Ming ら か に し た. (1) フ ァ イ ア ボ ー ル に containing ま れ る バ リ オ ン の と, ア ウ ト フ ロ ー の kinematics of エ ネ ル ギ ー の masato, (2) the magnetic field lines vertically へ の の photons scattered が important company と な る よ う な, バ リ オ ン の quantity や フ ァ イ ア ボ ー ル の early サ イ ズ, (3) optical に thin く な っ た field で の サ イ ク ロ ト ロ ン resonance scattered に よ る radiation accelerated が, ア ウ ト フ ロ ー の kinematics of photometric を ど れ だ け raised large さ せ る か, (4) ア ウ ト フ ロ ー の kinematics of エ ネ ル ギ ー の a が high-speed waves バ ー ス ト に planning in さ れ る と い う 仮 set す る と, ア ウ ト フ ロ ー に containing ま れ る バ リ オ ン の quantity に floor が つ く こ と. に (3) の サ イ ク ロ ト ロ ン resonance scattered に よ る radiation accelerated は, こ れ ま で exam え ら れ て い な か っ た unseen fruit で あ る が, こ の unseen fruit に よ っ て ア ウ ト フ ロ ー の kinematics of エ ネ ル ギ ー が girder で raised large し う る こ と が Ming ら か に な っ た. ま た, サ イ ク ロ ト ロ ン resonance scattered に よ る radiation accelerated を, the numerical calculation に よ っ て detailed study に し て い る.

项目成果

Expanding fireball in magnetar bursts and fast radio bursts

磁星爆发和快速射电暴中膨胀的火球

• DOI: 10.1093/mnras/stac3681
• 发表时间: 2022
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Wada Tomoki;Ioka Kunihito
• 通讯作者: Ioka Kunihito

Baryon Loaded Fireball in magnetar flare and FRB emission

磁星耀斑和 FRB 发射中的重子加载火球

• 发表时间: 2022
• 作者: Mukohyama Shinji;Yingcharoenrat Vicharit;和田知己;Tomoki Wada
• 通讯作者: Tomoki Wada

マグネターのバーストにおけるExpanding fireball

磁星爆发中膨胀的火球

• 发表时间: 2022
• 作者: Sasaki Misao;Vardanyan Valeri;Yingcharoenrat Vicharit;和田知己
• 通讯作者: 和田知己

W50a マグネターのバーストにおけるExpanding fireball

W50a 磁星爆发中的膨胀火球

• 发表时间: 2022
• 作者: Mukohyama Shinji;Yingcharoenrat Vicharit;和田知己
• 通讯作者: 和田知己