快速射电暴（FRBs）的最新观测表明：重复快速射电暴（repeating FRBs, rFRBs）的光谱特别窄；有些rFRBs（例如：FRB 20121102A等）在爆发活跃期显示出非常高的爆发率；在多波段观测（特别是宽波段）中光谱峰值频率显示出条纹结构。FRB 20121102A作为第一个观测到的重复活跃的FRB，大量的观测为其探究辐射物理提供了独特机会。
我们提出rFRBs的爆发可能来源于向观测者相对论运动的弱磁化等离子体局部区域（blob）的同步脉泽辐射。假设等离子体以洛伦兹因子为100 向观测者运动，并且单个blob中的电子分布为单能电子分布（γe~100），我们的分析表明如果等离子体的磁化因子 ~ 10-5，等离子体频率 ~ 4.5 MHz，则同步脉泽辐射可以产生明亮且窄带的射电爆发，其峰值频率 ~ 3.85 GHz，对应的峰值流量密度约为1 Jy。此外，峰值频率较低的爆发，其光谱往往更窄。将该机制应用于FRB 20121102A的爆发，我们成功地复现了FRB 20121102A在Arecibo望远镜（L波段）和Green Bank望远镜（C波段）观测下的峰值频率分布和各向同性能量分布。我们发现等离子体频率的分布呈现出多个峰值，类似于观测的 FRB 20121102A 的峰值频率分布。这表明在FRB 20121102A中同步脉泽辐射的激发发生在不同的等离子体blob中，每个blob的等离子体频率具有不同的值，这可能是由于相对论电子数密度的不均匀性所导致的。
图1：rFRBs爆发的模型卡通图，来自中心引擎的ejecta触发了等离子体不稳定性，诱导产生局部电子等离子体blob，从而通过同步脉泽辐射产生快速射电暴
图2：同步辐射自吸收系数随频率的变化（左）和同步脉泽辐射随频率的变化（中）以及在不同参数范围预测的在GBT和Arecibo望远镜带宽内观测爆发的频谱轮廓（右）
论文题目：Repeating fast radio bursts from synchrotron maser radiation in localized plasma blobs: Application to FRB 20121102A
相关成果已被《Astronomy & Astrophysics》杂志接收
论文作者：李啸（博士生），吕芬（通讯作者），张海明，邓灿敏，梁恩维（通讯作者）
论文链接：http://arxiv.org/abs/2502.11103
