Sub-second periodicity in a fast radio burst

被引:71
作者
Andersen, Bridget C. [1 ,2 ]
Bandura, Kevin [3 ,4 ]
Bhardwaj, Mohit [1 ,2 ]
Boyle, P. J. [1 ,2 ]
Brar, Charanjot [1 ,2 ]
Breitman, Daniela [5 ,6 ,7 ]
Cassanelli, Tomas [6 ,7 ]
Chatterjee, Shami [8 ]
Chawla, Pragya [1 ,2 ]
Cliche, Jean-Francois [1 ,2 ]
Cubranic, Davor [9 ]
Curtin, Alice P. [1 ,2 ]
Deng, Meiling [10 ,11 ]
Dobbs, Matt [1 ,2 ]
Dong, Fengqiu Adam [9 ]
Fonseca, Emmanuel [1 ,2 ]
Gaensler, B. M. [6 ,7 ]
Giri, Utkarsh [10 ,12 ]
Good, Deborah C. [9 ]
Hill, Alex S. [11 ,13 ]
Josephy, Alexander [1 ,2 ]
Kaczmarek, J. F. [11 ]
Kader, Zarif [1 ,2 ]
Kania, Joseph [4 ,14 ]
Kaspi, Victoria M. [1 ,2 ]
Leung, Calvin [15 ,16 ]
Li, D. Z. [17 ]
Lin, Hsiu-Hsien [18 ,19 ]
Masui, Kiyoshi W. [15 ,16 ]
Mckinven, Ryan [6 ,7 ]
Mena-Parra, Juan [15 ]
Merryfield, Marcus [1 ,2 ]
Meyers, B. W. [9 ]
Michilli, D. [1 ,2 ,15 ,16 ]
Naidu, Arun [1 ,2 ]
Newburgh, Laura [20 ]
Ng, C. [6 ]
Ordog, Anna [11 ,13 ]
Patel, Chitrang [1 ,6 ]
Pearlman, Aaron B. [1 ,2 ]
Pen, Ue-Li [6 ,10 ,18 ,19 ,21 ]
Petroff, Emily [1 ,2 ,22 ]
Pleunis, Ziggy [1 ,2 ,6 ]
Rafiei-Ravandi, Masoud [10 ,12 ]
Rahman, Mubdi [23 ]
Ransom, Scott [24 ]
Renard, Andre [6 ]
Sanghavi, Pranav [3 ,4 ]
Scholz, Paul [6 ]
Shaw, J. Richard [9 ]
机构
[1] McGill Univ, Dept Phys, Montreal, PQ, Canada
[2] McGill Univ, McGill Space Inst, Montreal, PQ, Canada
[3] West Virginia Univ, Lane Dept Comp Sci & Elect Engn, Morgantown, WV 26506 USA
[4] West Virginia Univ, Ctr Gravitat Waves & Cosmol, Morgantown, WV 26506 USA
[5] Univ Toronto, Dept Phys, Toronto, ON, Canada
[6] Univ Toronto, Dunlap Inst Astron & Astrophys, Toronto, ON, Canada
[7] Univ Toronto, David A Dunlap Dept Astron & Astrophys, Toronto, ON, Canada
[8] Cornell Univ, Cornell Ctr Astrophys & Planetary Sci, Ithaca, NY USA
[9] Univ British Columbia, Dept Phys & Astron, Vancouver, BC, Canada
[10] Perimeter Inst Theoret Phys, Waterloo, ON, Canada
[11] Natl Res Council Canada, Domin Radio Astrophys Observ, Herzberg Res Ctr Astron & Astrophys, Penticton, BC, Canada
[12] Univ Waterloo, Dept Phys & Astron, Waterloo, ON, Canada
[13] Univ British Columbia, Dept Comp Sci Math Phys & Stat, Kelowna, BC, Canada
[14] West Virginia Univ, Dept Phys & Astron, Morgantown, WV 26506 USA
[15] MIT, MIT Kavli Inst Astrophys & Space Res, 77 Massachusetts Ave, Cambridge, MA 02139 USA
[16] MIT, Dept Phys, Cambridge, MA 02139 USA
[17] CALTECH, Cahill Ctr Astron & Astrophys, Pasadena, CA 91125 USA
[18] Acad Sinica, Inst Astron & Astrophys, Taipei, Taiwan
[19] Canadian Inst Theoret Astrophys, Toronto, ON, Canada
[20] Yale Univ, Dept Phys, New Haven, CT USA
[21] Canadian Inst Adv Res, Toronto, ON, Canada
[22] Univ Amsterdam, Anton Pannekoek Inst Astron, Amsterdam, Netherlands
[23] Sidrat Res, Toronto, ON, Canada
[24] Natl Radio Astron Observ, Charlottesville, VA USA
[25] Tata Inst Fundamental Res, Dept Astron & Astrophys, Mumbai, Maharashtra, India
[26] Natl Ctr Radio Astrophys, Pune, Maharashtra, India
基金
加拿大创新基金会; 加拿大自然科学与工程研究理事会; 美国国家科学基金会;
关键词
INTENSITY VARIATIONS; EMISSION; PIPELINE;
D O I
10.1038/s41586-022-04841-8
中图分类号
O [数理科学和化学]; P [天文学、地球科学]; Q [生物科学]; N [自然科学总论];
学科分类号
07 ; 0710 ; 09 ;
摘要
Fast radio bursts (FRBs) are millisecond-duration flashes of radio waves that are visible at distances of billions of light years(1). The nature of their progenitors and their emission mechanism remain open astrophysical questions(2). Here we report the detection of the multicomponent FRB 20191221A and the identification of a periodic separation of 216.8(1) ms between its components, with a significance of 6.5 sigma. The long (roughly 3 s) duration and nine or more components forming the pulse profile make this source an outlier in the FRB population. Such short periodicity provides strong evidence for a neutron-star origin of the event. Moreover, our detection favours emission arising from the neutron-star magnetosphere(3,4), as opposed to emission regions located further away from the star, as predicted by some models(5).
引用
收藏
页码:256 / +
页数:19
相关论文
共 60 条
[1]   The CHIME Pulsar Project: System Overview [J].
Amiri, M. ;
Bandura, K. M. ;
Boyle, P. J. ;
Brar, C. ;
Cliche, J. -F. ;
Crowter, K. ;
Cubranic, D. ;
Demorest, P. B. ;
Denman, N. T. ;
Dobbs, M. ;
Dong, F. Q. ;
Fandino, M. ;
Fonseca, E. ;
Good, D. C. ;
Halpern, M. ;
Hill, A. S. ;
Hofer, C. ;
Kaspi, V. M. ;
Landecker, T. L. ;
Leung, C. ;
Lin, H. -H. ;
Luo, J. ;
Masui, K. W. ;
McKee, J. W. ;
Mena-Parra, J. ;
Meyers, B. W. ;
Michilli, D. ;
Naidu, A. ;
Newburgh, L. ;
Ng, C. ;
Patel, C. ;
Pinsonneault-Marotte, T. ;
Ransom, S. M. ;
Renard, A. ;
Scholz, P. ;
Shaw, J. R. ;
Sikora, A. E. ;
Stairs, I. H. ;
Tan, C. M. ;
Tendulkar, S. P. ;
Tretyakov, I. ;
Vanderlinde, K. ;
Wang, H. ;
Wang, X. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES, 2021, 255 (01)
[2]   Periodic activity from a fast radio burst source [J].
Amiri, M. ;
Andersen, B. C. ;
Bandura, K. M. ;
Bhardwaj, M. ;
Boyle, P. J. ;
Brar, C. ;
Chawla, P. ;
Chen, T. ;
Cliche, J. F. ;
Cubranic, D. ;
Deng, M. ;
Denman, N. T. ;
Dobbs, M. ;
Dong, F. Q. ;
Fandino, M. ;
Fonseca, E. ;
Gaensler, B. M. ;
Giri, U. ;
Good, D. C. ;
Halpern, M. ;
Hessels, J. W. T. ;
Hill, A. S. ;
Hofer, C. ;
Josephy, A. ;
Kania, J. W. ;
Karuppusamy, R. ;
Kaspi, V. M. ;
Keimpema, A. ;
Kirsten, F. ;
Landecker, T. L. ;
Lang, D. A. ;
Leung, C. ;
Li, D. Z. ;
Lin, H. -H. ;
Marcote, B. ;
Masui, K. W. ;
Mckinven, R. ;
Mena-Parra, J. ;
Merryfield, M. ;
Michilli, D. ;
Milutinovic, N. ;
Mirhosseini, A. ;
Naidu, A. ;
Newburgh, L. B. ;
Ng, C. ;
Nimmo, K. ;
Paragi, Z. ;
Patel, C. ;
Pen, U. -L. ;
Pinsonneault-Marotte, T. .
NATURE, 2020, 582 (7812) :351-+
[3]   Observations of fast radio bursts at frequencies down to 400 megahertz [J].
Amiri, M. ;
Bandura, K. ;
Bhardwaj, M. ;
Boubel, P. ;
Boyce, M. M. ;
Boyle, P. J. ;
Brar, C. ;
Burhanpurkar, M. ;
Chawla, P. ;
Cliche, J. F. ;
Cubranic, D. ;
Deng, M. ;
Denman, N. ;
Dobbs, M. ;
Fandino, M. ;
Fonseca, E. ;
Gaensler, B. M. ;
Gilbert, A. J. ;
Giri, U. ;
Good, D. C. ;
Halpern, M. ;
Hanna, D. ;
Hill, A. S. ;
Hinshaw, G. ;
Hofer, C. ;
Josephy, A. ;
Kaspi, V. M. ;
Landecker, T. L. ;
Lang, D. A. ;
Masui, K. W. ;
Mckinven, R. ;
Mena-Parra, J. ;
Merryfield, M. ;
Milutinovic, N. ;
Moatti, C. ;
Naidu, A. ;
Newburgh, L. B. ;
Ng, C. ;
Patel, C. ;
Pen, U. ;
Pinsonneault-Marotte, T. ;
Pleunis, Z. ;
Rafiei-Ravandi, M. ;
Ransom, S. M. ;
Renard, A. ;
Scholz, P. ;
Shaw, J. R. ;
Siegel, S. R. ;
Smith, K. M. ;
Stairs, I. H. .
NATURE, 2019, 566 (7743) :230-+
[4]   A second source of repeating fast radio bursts [J].
Amiri, M. ;
Bandura, K. ;
Bhardwaj, M. ;
Boubel, P. ;
Boyce, M. M. ;
Boyle, P. J. ;
Brar, C. ;
Burhanpurkar, M. ;
Cassanelli, T. ;
Chawla, P. ;
Cliche, J. F. ;
Cubranic, D. ;
Deng, M. ;
Denman, N. ;
Dobbs, M. ;
Fandino, M. ;
Fonseca, E. ;
Gaensler, B. M. ;
Gilbert, A. J. ;
Gill, A. ;
Giri, U. ;
Good, D. C. ;
Halpern, M. ;
Hanna, D. S. ;
Hill, A. S. ;
Hinshaw, G. ;
Hofer, C. ;
Josephy, A. ;
Kaspi, V. M. ;
Landecker, T. L. ;
Lang, D. A. ;
Lin, H-H. ;
Masui, K. W. ;
Mckinven, R. ;
Mena-Parra, J. ;
Merryfield, M. ;
Michilli, D. ;
Milutinovic, N. ;
Moatti, C. ;
Naidu, A. ;
Newburgh, L. B. ;
Ng, C. ;
Patel, C. ;
Pen, U. ;
Pinsonneault-Marotte, T. ;
Pleunis, Z. ;
Rafiei-Ravandi, M. ;
Rahman, M. ;
Ransom, S. M. ;
Renard, A. .
NATURE, 2019, 566 (7743) :235-+
[5]   The CHIME Fast Radio Burst Project: System Overview [J].
Amiri, M. ;
Bandura, K. ;
Berger, P. ;
Bhardwaj, M. ;
Boyce, M. M. ;
Boyle, P. J. ;
Brar, C. ;
Burhanpurkar, M. ;
Chawla, P. ;
Chowdhury, J. ;
Cliche, J. -F. ;
Cranmer, M. D. ;
Cubranic, D. ;
Deng, M. ;
Denman, N. ;
Dobbs, M. ;
Fandino, M. ;
Fonseca, E. ;
Gaensler, B. M. ;
Giri, U. ;
Gilbert, A. J. ;
Good, D. C. ;
Guliani, S. ;
Halpern, M. ;
Hinshaw, G. ;
Hofer, C. ;
Josephy, A. ;
Kaspi, V. M. ;
Landecker, T. L. ;
Lang, D. ;
Liao, H. ;
Masui, K. W. ;
Mena-Parra, J. ;
Naidu, A. ;
Newburgh, L. B. ;
Ng, C. ;
Patel, C. ;
Pen, U. -L. ;
Pinsonneault-Marotte, T. ;
Pleunis, Z. ;
Ravandi, M. Rafiei ;
Ransom, S. M. ;
Renard, A. ;
Scholz, P. ;
Sigurdson, K. ;
Siegel, S. R. ;
Smith, K. M. ;
Stairs, I. H. ;
Tendulkar, S. P. ;
Vanderlinde, K. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2018, 863 (01)
[6]   The First CHIME/FRB Fast Radio Burst Catalog [J].
Amiri, Mandana ;
Andersen, Bridget C. ;
Bandura, Kevin ;
Berger, Sabrina ;
Bhardwaj, Mohit ;
Boyce, Michelle M. ;
Boyle, P. J. ;
Brar, Charanjot ;
Breitman, Daniela ;
Cassanelli, Tomas ;
Chawla, Pragya ;
Chen, Tianyue ;
Cliche, J. -f. ;
Cook, Amanda ;
Cubranic, Davor ;
Curtin, Alice P. ;
Deng, Meiling ;
Dobbs, Matt ;
Dong, Fengqiu ;
Eadie, Gwendolyn ;
Fandino, Mateus ;
Fonseca, Emmanuel ;
Gaensler, B. M. ;
Giri, Utkarsh ;
Good, Deborah C. ;
Halpern, Mark ;
Hill, Alex S. ;
Hinshaw, Gary ;
Josephy, Alexander ;
Kaczmarek, Jane F. ;
Kader, Zarif ;
Kania, Joseph W. ;
Kaspi, Victoria M. ;
Landecker, T. L. ;
Lang, Dustin ;
Leung, Calvin ;
Li, Dongzi ;
Lin, Hsiu-Hsien ;
Masui, Kiyoshi W. ;
Mckinven, Ryan ;
Mena-Parra, Juan ;
Merryfield, Marcus ;
Meyers, Bradley W. ;
Michilli, Daniele ;
Milutinovic, Nikola ;
Mirhosseini, Arash ;
Munchmeyer, Moritz ;
Naidu, Arun ;
Newburgh, Laura ;
Ng, Cherry .
ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES, 2021, 257 (02)
[7]   A bright millisecond-duration radio burst from a Galactic magnetar [J].
Andersen, B. C. ;
Bandura, K. M. ;
Bhardwaj, M. ;
Bij, A. ;
Boyce, M. M. ;
Boyle, P. J. ;
Brar, C. ;
Cassanelli, T. ;
Chawla, P. ;
Chen, T. ;
Cliche, J. -F. ;
Cook, A. ;
Cubranic, D. ;
Curtin, A. P. ;
Denman, N. T. ;
Dobbs, M. ;
Dong, F. Q. ;
Fandino, M. ;
Fonseca, E. ;
Gaensler, B. M. ;
Giri, U. ;
Good, D. C. ;
Halpern, M. ;
Hill, A. S. ;
Hinshaw, G. F. ;
Hofer, C. ;
Josephy, A. ;
Kania, J. W. ;
Kaspi, V. M. ;
Landecker, T. L. ;
Leung, C. ;
Li, D. Z. ;
Lin, H. -H. ;
Masui, K. W. ;
Mckinven, R. ;
Mena-Parra, J. ;
Merryfield, M. ;
Meyers, B. W. ;
Michilli, D. ;
Milutinovic, N. ;
Mirhosseini, A. ;
Munchmeyer, M. ;
Naidu, A. ;
Newburgh, L. B. ;
Ng, C. ;
Patel, C. ;
Pen, U. -L. ;
Pinsonneault-Marotte, T. ;
Pleunis, Z. ;
Quine, B. M. .
NATURE, 2020, 587 (7832) :54-+
[8]   CHIME/FRB Discovery of Eight New Repeating Fast Radio Burst Sources [J].
Andersen, B. C. ;
Bandura, K. ;
Bhardwaj, M. ;
Boubel, P. ;
Boyce, M. M. ;
Boyle, P. J. ;
Brar, C. ;
Cassanelli, T. ;
Chawla, P. ;
Cubranic, D. ;
Deng, M. ;
Dobbs, M. ;
Fandino, M. ;
Fonseca, E. ;
Gaensler, B. M. ;
Gilbert, A. J. ;
Giri, U. ;
Good, D. C. ;
Halpern, M. ;
Hill, A. S. ;
Hinshaw, G. ;
Hofer, C. ;
Josephy, A. ;
Kaspi, V. M. ;
Kothes, R. ;
Landecker, T. L. ;
Lang, D. A. ;
Li, D. Z. ;
Lin, H-H ;
Masui, K. W. ;
Mena-Parra, J. ;
Merryfield, M. ;
Mckinven, R. ;
Michilli, D. ;
Milutinovic, N. ;
Naidu, A. ;
Newburgh, L. B. ;
Ng, C. ;
Patel, C. ;
Pen, U. ;
Pinsonneault-Marotte, T. ;
Pleunis, Z. ;
Rafiei-Ravandi, M. ;
Rahman, M. ;
Ransom, S. M. ;
Renard, A. ;
Scholz, P. ;
Siegel, S. R. ;
Singh, S. ;
Smith, K. M. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2019, 885 (01)
[9]   THE WISE CATALOG OF GALACTIC H II REGIONS [J].
Anderson, L. D. ;
Bania, T. M. ;
Balser, Dana S. ;
Cunningham, V. ;
Wenger, T. V. ;
Johnstone, B. M. ;
Armentrout, W. P. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES, 2014, 212 (01)
[10]   A Catalog of Star-Forming Regions in the Galaxy [J].
Avedisova, VS .
ASTRONOMY REPORTS, 2002, 46 (03) :193-205