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2022-09-22 作者:天文学院 来源:科学技术处

南京大学王发印团队在快速射电暴研究中取得重要进展

快速射电暴是一种来自宇宙深处的射电爆发现象它持续时间短,却极其明亮,在几毫秒的时间内释放的能量超过太阳在一个月内释放的总能量。自2007年发现以来,其起源、分类辐射机制和周围环境一直是未解之谜是天文学前沿研究领域之一。

国家重大科技基础设施500米口径球面射电望远镜(FAST)对快速射电暴FRB 20201124A进行了54的观测,发现了1863次爆发。详细分析发现它的法拉第旋转量Faraday rotation measure简称RM存在显著变化,并伴有法拉第转化和退偏振现象。此外,它是第一个具有圆偏振持续时间最长的重复快速射电暴

王发印教授领导的团队首先发现FRB 20201124A周围环境贡献的RM会改变符号,表明周围的磁场改变了方向该现象与银河系内Be/脉冲星双星PSR B1259-63/LS 2883相似。据此,他们提出FRB 20201124A产生于磁星(磁场特别强的中子星)Be星组成的双星系统(图1解释FRB 20201124A独特的观测特征。

1. a)磁星和Be星组成的双星系统。(bBe盘的磁场和密度分布。

在该模型中,法拉第旋转量的演化是由快速射电暴辐射穿过Be星盘引起,当磁星运动到Be星和观测者之间时,法拉第旋转量会改变符号(图2。同时,快速射电暴的辐射穿过Be盘时,与盘上电子发生散射导致快速射电暴的持续时间变长盘上物质和磁场的不均匀分布导致不同视线方向的RM值不同,产生退偏振效应垂直视线方向的磁场产生法拉第转化效应,即一部分线偏振转化为圆偏振。

这项工作提出RM演化的模型为解释快速射电暴的起源提供了重要线索。该模型可以解释最新发现的其它个快速射电暴FRB 20190520BFRB 20180916BFRB 20220529RM演化,表明一部分快速射电暴起源双星系统。观测发现银河系内的双星系统PSR B1744-24ARM和圆偏振演化与FRB 20201124A相似,证实了模型。

2. 观测的法拉第旋转量演化(蓝色区域)和模型拟合(红色线)。

相关结果于2022921日在《Nature Communications》杂志发表,王发印教授为论文的第一作者和通讯作者。研究得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费的支持。

Nature》杂志在同日刊登了我国天眼FAST合作团队对FRB 20201124A的观测文章,王发印教授论文的合作者。

文章链接: https://www.nature.com/articles/s41467-022-31923-y