快速射电暴X射线对应体的量子电动力学磁重联起源（英文）

作者：谢雨; 耿金军; 朱熹炜; 赵忠海; 雷柱; 袁文强; 赵刚; 吴雪峰^*; 乔宾^*

来源：Science Bulletin, 2023, 68(17): 1857-1861.

快速射电暴(FRB)是宇宙中短时标的射电闪耀现象.近期,来自于SGR 1935+2154的一个独特的FRB(FRB 200428)和非热X射线爆发的成协的天文探测,证实了FRB起源于磁坨星的可能性.然而,无论是快速射电暴还是非热X射线的物理起源都不确定.制约相关研究进展的重要的原因之一是磁坨星磁层附近磁场强度接近施温格极限,此时量子电动力学(QED)效应(特别是正负电子对产生效应)主导了相对论等离子体过程,使其超快、超强的能量释放的过程异常复杂.本文针对这类磁陀星附近的非热X-ray产生机制提出了精确的理论模型,将小尺度的QED磁重联加速与大尺度的光子辐射以及多次康普顿散射自洽地耦合在一起,进行了跨尺度的数值模拟.其数值结果与我国慧眼卫星Insight-HXMT的观测数据的时间和光谱特征非常一致,表明与FRB成协的X射线暴可能来自磁陀星磁层内的QED重联过程.这类模拟方法可以推广到更为广泛、复杂的跨尺度天体物理现象的研究.

• 单位
  中国科学技术大学; 核物理与核技术国家重点实验室; 北京大学