巨脉冲和快射电暴的圆偏振机制
2007年，Lorimer首次报道了快射电暴（fast radio burst），可以说快射电暴是近年来天文领域最重要的意外发现。2020年，人们观测到银河系内一颗磁星（磁场更强的中子星）爆发了快射电暴。与巨脉冲相似，部分快射电暴也展现出高度的圆偏振。然而，巨脉冲和快射电暴的圆偏振机制至今尚不明确。
我们大胆假设中子星磁层内的正负电子等离子体存在高度不对称性，即正负电荷没有完全中和，或正负电子能量存在显著差异。在这种不对称等离子体中，法拉第效应会将一个线偏振波分裂成前后延迟的左右圆偏振模式。在磁层参数允许的范围内，只有考虑巨脉冲的相对论强场效应，我们才能计算出符合观测结果的一对圆偏振射电脉冲。该理论还成功解释了巨脉冲的反常色散和随机偏振角等特异现象。此外，已有观测表明某些快射电暴也包含纳秒量级的子脉冲，其圆偏振可以用类似的机制进行解释。
鉴于广泛认为中子星磁场方向上存在电场，这些电场可以加速正负电子，并可能诱发所假设的等离子体不对称性。此外，部分磁层粒子模拟结果也显示出不对称等离子体的迹象。
关于巨脉冲和快射电暴的产生机制，学术界尚无定论，根本原因在于我们对中子星磁层的认识不足。通过观察中子星的电磁辐射，难以推断出更多有用的磁层信息。本研究发现的纳秒级成对巨脉冲可作为一种诊断磁层的新工具，有望帮助确定中子星磁层的等离子体参数。
该研究由浙江大学物理学院武慧春教授完成，近日发表在《Astrophysical Journal Letters》。
论文链接：
https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad8154
