Skip to main content
SpringerLink
Log in

Repeating fast radio bursts: Coherent circular polarization by bunches

  • Article
  • Published:
Science China Physics, Mechanics & Astronomy Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Fast radio bursts (FRBs) are millisecond-duration signals that are highly dispersed at distant galaxies. However, the physical origin of FRBs is still unknown. Coherent curvature emission by bunches, e.g., powered by starquakes, has already been proposed for repeating FRBs. It has the nature of understanding narrowband radiation exhibiting time-frequency drifting. Recently, a highly active FRB source, i.e., FRB 20201124A, was reported to enter a newly active episode and emit at least some highly circular-polarized bursts. In this study, we revisit the polarized FRB emission, particularly investigating the production mechanisms of a highly circular polarization (CP) by deriving the intrinsic mechanism and propagative effect. The intrinsic mechanisms of invoking charged bunches are approached with radiative coherence. Consequently, a highly CP could naturally be explained by the coherent summation of outcome waves, generated or scattered by bunches, with different phases and electric vectors. Different kinds of evolutionary trajectories are found on the Poincaré sphere for the bunch-coherent polarization, and this behavior could be tested through future observations. Cyclotron resonance can result in the absorption of R-mode photons at a low altitude region of the magnetosphere, and an FRB should then be emitted from a high-altitude region if the waves have strong linear polarization. Circularly polarized components could be produced from Faraday conversion exhibiting a λ3-oscillation, but the average CP fraction depends only on the income wave, indicating a possibility of a highly circular-polarized income wave. The analysis could be welcome if extremely high (e.g., almost 100%) CP from repeating FRBs is detected in the future. Finally, the production of a bulk of energetic bunches in the pulsar-like magnetosphere is discussed, which is relevant to the nature of the FRB central engine.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

References

  1. D. R. Lorimer, M. Bailes, M. A. McLaughlin, D. J. Narkevic, and F. Crawford, Science 318, 777 (2007), arXiv: 0709.4301.

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. J. M. Cordes, and S. Chatterjee, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 57, 417 (2019), arXiv: 1906.05878.

    Article  ADS  Google Scholar 

  3. E. Petroff, J. W. T. Hessels, and D. R. Lorimer, Astron. Astrophys. Rev. 27, 4 (2019), arXiv: 1904.07947.

    Article  ADS  Google Scholar 

  4. B. Zhang, Nature 587, 45 (2020), arXiv: 2011.03500.

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. D. Xiao, F. Y. Wang, and Z. G. Dai, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 64, 249501 (2021), arXiv: 2101.04907.

    Article  ADS  Google Scholar 

  6. C. G. Bassa, S. P. Tendulkar, E. A. K. Adams, N. Maddox, S. Bogdanov, G. C. Bower, S. Burke-Spolaor, B. J. Butler, S. Chatterjee, J. M. Cordes, J. W. T. Hessels, V. M. Kaspi, C. J. Law, B. Marcote, Z. Paragi, S. M. Ransom, P. Scholz, L. G. Spitler, and H. J. van Langevelde, Astrophys. J. 843, L8 (2017), arXiv: 1705.07698.

    Article  ADS  Google Scholar 

  7. S. Chatterjee, C. J. Law, R. S. Wharton, S. Burke-Spolaor, J. W. T. Hessels, G. C. Bower, J. M. Cordes, S. P. Tendulkar, C. G. Bassa, P. Demorest, B. J. Butler, A. Seymour, P. Scholz, M. W. Abruzzo, S. Bogdanov, V. M. Kaspi, A. Keimpema, T. J. W. Lazio, B. Marcote, M. A. McLaughlin, Z. Paragi, S. M. Ransom, M. Rupen, L. G. Spitler, and H. J. van Langevelde, Nature 541, 58 (2017), arXiv: 1701.01098.

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. B. Marcote, Z. Paragi, J. W. T. Hessels, A. Keimpema, H. J. van Langevelde, Y. Huang, C. G. Bassa, S. Bogdanov, G. C. Bower, S. Burke-Spolaor, B. J. Butler, R. M. Campbell, S. Chatterjee, J. M. Cordes, P. Demorest, M. A. Garrett, T. Ghosh, V. M. Kaspi, C. J. Law, T. J. W. Lazio, M. A. McLaughlin, S. M. Ransom, C. J. Salter, P. Scholz, A. Seymour, A. Siemion, L. G. Spitler, S. P. Tendulkar, and R. S. Wharton, Astrophys. J. 834, L8 (2017), arXiv: 1701.01099.

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. K. W. Bannister, A. T. Deller, C. Phillips, J. P. Macquart, J. X. Prochaska, N. Tejos, S. D. Ryder, E. M. Sadler, R. M. Shannon, S. Simha, C. K. Day, M. McQuinn, F. O. North-Hickey, S. Bhandari, W. R. Arcus, V. N. Bennert, J. Burchett, M. Bouwhuis, R. Dodson, R. D. Ekers, W. Farah, C. Flynn, C. W. James, M. Kerr, E. Lenc, E. K. Mahony, J. O’Meara, S. Osłowski, H. Qiu, T. Treu, V. U, T. J. Bateman, D. C. J. Bock, R. J. Bolton, A. Brown, J. D. Bunton, A. P. Chippendale, F. R. Cooray, T. Cornwell, N. Gupta, D. B. Hayman, M. Kesteven, B. S. Koribalski, A. MacLeod, N. M. McClure-Grimths, S. Neuhold, R. P. Norris, M. A. Pilawa, R. Y. Qiao, J. Reynolds, D. N. Roxby, T. W. Shimwell, M. A. Voronkov, and C. D. Wilson, Science 365, 565 (2019), arXiv: 1906.11476.

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. V. Ravi, M. Catha, L. D’Addario, S. G. Djorgovski, G. Hallinan, R. Hobbs, J. Kocz, S. R. Kulkarni, J. Shi, H. K. Vedantham, S. Weinreb, and D. P. Woody, Nature 572, 352 (2019), arXiv: 1907.01542.

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. J. P. Macquart, J. X. Prochaska, M. McQuinn, K. W. Bannister, S. Bhandari, C. K. Day, A. T. Délier, R. D. Ekers, C. W. James, L. Marnoch, S. Osłowski, C. Phillips, S. D. Ryder, D. R. Scott, R. M. Shannon, and N. Tejos, Nature 581, 391 (2020), arXiv: 2005.13161.

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. B. Marcote, K. Nimmo, J. W. T. Hessels, S. P. Tendulkar, C. G. Bassa, Z. Paragi, A. Keimpema, M. Bhardwaj, R. Karuppusamy, V. M. Kaspi, C. J. Law, D. Michilli, K. Aggarwal, B. Andersen, A. M. Archibald, K. Bandura, G. C. Bower, P. J. Boyle, C. Brar, S. Burke-Spolaor, B. J. Butler, T. Cassanelli, P. Chawla, P. Demorest, M. Dobbs, E. Fonseca, U. Giri, D. C. Good, K. Gourdji, A. Josephy, A. Y. Kirichenko, F. Kirsten, T. L. Landecker, D. Lang, T. J. W. Lazio, D. Z. Li, H. H. Lin, J. D. Linford, K. Masui, J. Mena-Parra, A. Naidu, C. Ng, C. Patel, U. L. Pen, Z. Pleunis, M. Rafiei-Ravandi, M. Rahman, A. Renard, P. Scholz, S. R. Siegel, K. M. Smith, I. H. Stairs, K. Vanderlinde, and A. V. Zwaniga, Nature 577, 190 (2020), arXiv: 2001.02222.

    Article  ADS  Google Scholar 

  13. M. Amiri, et al. (CHIME/FRB Collaboration), Nature 566, 235 (2019).

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. B. C. Andersen, K. Bandura, M. Bhardwaj, P. Boubel, M. M. Boyce, P. J. Boyle, C. Brar, T. Cassanelli, P. Chawla, D. Cubranic, M. Deng, M. Dobbs, M. Fandino, E. Fonseca, B. M. Gaensler, A. J. Gilbert, U. Giri, D. C. Good, M. Halpern, A. S. Hill, G. Hinshaw, C. Höfer, A. Josephy, V. M. Kaspi, R. Kothes, T. L. Landecker, D. A. Lang, D. Z. Li, H. H. Lin, K. W. Masui, J. Mena-Parra, M. Merryfield, R. Mckinven, D. Michilli, N. Milutinovic, A. Naidu, L. B. Newburgh, C. Ng, C. Patel, U. Pen, T. Pinsonneault-Marotte, Z. Pleunis, M. Rafiei-Ravandi, M. Rahman, S. M. Ransom, A. Renard, P. Scholz, S. R. Siegel, S. Singh, K. M. Smith, I. H. Stairs, S. P. Tendulkar, I. Tretyakov, K. Vanderlinde, P. Yadav, and A. V. Zwaniga, Astrophys. J. 885, L24 (2019), arXiv: 1908.03507.

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. J. W. T. Hessels, L. G. Spitler, A. D. Seymour, J. M. Cordes, D. Michilli, R. S. Lynch, K. Gourdji, A. M. Archibald, C. G. Bassa, G. C. Bower, S. Chatterjee, L. Connor, F. Crawford, J. S. Deneva, V. Gajjar, V. M. Kaspi, A. Keimpema, C. J. Law, B. Marcote, M. A. McLaughlin, Z. Paragi, E. Petroff, S. M. Ransom, P. Scholz, B. W. Stappers, and S. P. Tendulkar, Astrophys. J. 876, L23 (2019), arXiv: 1811.10748.

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. A. Josephy, P. Chawla, E. Fonseca, C. Ng, C. Patel, Z. Pleunis, P. Scholz, B. C. Andersen, K. Bandura, M. Bhardwaj, M. M. Boyce, P. J. Boyle, C. Brar, D. Cubranic, M. Dobbs, B. M. Gaensler, A. Gill, U. Giri, D. C. Good, M. Halpern, G. Hinshaw, V. M. Kaspi, T. L. Landecker, D. A. Lang, H. H. Lin, K. W. Masui, R. Mckinven, J. Mena-Parra, M. Merryfield, D. Michilli, N. Milutinovic, A. Naidu, U. Pen, M. Rafiei-Ravandi, M. Rahman, S. M. Ransom, A. Renard, S. R. Siegel, K. M. Smith, I. H. Stairs, S. P. Tendulkar, K. Vanderlinde, P. Yadav, and A. V. Zwaniga, Astrophys. J. 882, L18 (2019), arXiv: 1906.11305.

    Article  ADS  Google Scholar 

  17. M. Caleb, B. W. Stappers, T. D. Abbott, E. D. Barr, M. C. Bezuidenhout, S. J. Buchner, M. Burgay, W. Chen, I. Cognard, L. N. Driessen, R. Fender, G. H. Hilmarsson, J. Hoang, D. M. Horn, F. Jankowski, M. Kramer, D. R. Lorimer, M. Malenta, V. Morello, M. Pilia, E. Platts, A. Possenti, K. M. Rajwade, A. Ridolfi, L. Rhodes, S. Sanidas, M. Serylak, L. G. Spitler, L. J. Townsend, A. Weltman, P. A. Woudt, and J. Wu, Mon. Not. R. Astron. Soc. 496, 4565 (2020), arXiv: 2006.08662.

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. C. K. Day, A. T. Deller, R. M. Shannon, H. Qiu, K. W. Bannister, S. Bhandari, R. Ekers, C. Flynn, C. W. James, J. P. Macquart, E. K. Mahony, C. J. Phillips, and J. Xavier-Prochaska, Mon. Not. R. Astron. Soc. 497, 3335 (2020), arXiv: 2005.13162.

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. E. Fonseca, B. C. Andersen, M. Bhardwaj, P. Chawla, D. C. Good, A. Josephy, V. M. Kaspi, K. W. Masui, R. Mckinven, D. Michilli, Z. Pleunis, K. Shin, S. P. Tendulkar, K. M. Bandura, P. J. Boyle, C. Brar, T. Cassanelli, D. Cubranic, M. Dobbs, F. Q. Dong, B. M. Gaensler, G. Hinshaw, T. L. Landecker, C. Leung, D. Z. Li, H. H. Lin, J. Mena-Parra, M. Merryfield, A. Naidu, C. Ng, C. Patel, U. Pen, M. Rafiei-Ravandi, M. Rahman, S. M. Ransom, P. Scholz, K. M. Smith, I. H. Stairs, K. Vanderlinde, P. Yadav, and A. V. Zwaniga, Astrophys. J. 891, L6 (2020), arXiv: 2001.03595.

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. G. H. Hilmarsson, L. G. Spitler, R. A. Main, and D. Z. Li, Mon. Not. R. Astron. Soc. 508, 5354 (2021), arXiv: 2107.12892.

    Article  ADS  Google Scholar 

  21. C. D. Bochenek, V. Ravi, K. V. Belov, G. Haffinan, J. Kocz, S. R. Kulkarni, and D. L. McKenna, Nature 587, 59 (2020), arXiv: 2005.10828.

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. B. C. Andersen, et al. (CHIME/FRB Collaboration), Nature 587, 54 (2020).

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. S. Mereghetti, V. Savchenko, C. Ferrigno, D. Götz, M. Rigoselli, A. Tiengo, A. Bazzano, E. Bozzo, A. Coleiro, T. J. L. Courvoisier, M. Doyle, A. Goldwurm, L. Hanlon, E. Jourdain, A. Kienlin, A. Lutovinov, A. Martin-Carrillo, S. Molkov, L. Natalucci, F. Onori, F. Panessa, J. Rodi, J. Rodriguez, C. Sánchez-Fernández, R. Sunyaev, and P. Ubertini, Astrophys. J. 898, L29 (2020), arXiv: 2005.06335.

    Article  ADS  Google Scholar 

  24. C. K. Li, L. Lin, S. L. Xiong, M. Y. Ge, X. B. Li, T. P. Li, F. J. Lu, S. N. Zhang, Y. L. Tuo, Y. Nang, B. Zhang, S. Xiao, Y. Chen, L. M. Song, Y. P. Xu, C. Z. Liu, S. M. Jia, X. L. Cao, J. L. Qu, S. Zhang, Y. D. Gu, J. Y. Liao, X. F. Zhao, Y. Tan, J. Y. Nie, H. S. Zhao, S. J. Zheng, Y. G. Zheng, Q. Luo, C. Cai, B. Li, W. C. Xue, Q. C. Bu, Z. Chang, G. Chen, L. Chen, T. X. Chen, Y. B. Chen, Y. P. Chen, W. Cui, W. W. Cui, J. K. Deng, Y. W. Dong, Y. Y. Du, M. X. Fu, G. H. Gao, H. Gao, M. Gao, Y. D. Gu, J. Guan, C. C. Guo, D. W. Han, Y. Huang, J. Huo, L. H. Jiang, W. C. Jiang, J. Jin, Y. J. Jin, L. D. Kong, G. Li, M. S. Li, W. Li, X. Li, X. F. Li, Y. G. Li, Z. W. Li, X. H. Liang, B. S. Liu, G. Q. Liu, H. W. Liu, X. J. Liu, Y. N. Liu, B. Lu, X. F. Lu, T. Luo, X. Ma, B. Meng, G. Ou, N. Sai, R. C. Shang, X. Y. Song, L. Sun, L. Tao, C. Wang, G. F. Wang, J. Wang, W. S. Wang, Y. S. Wang, X. Y. Wen, B. B. Wu, B. Y. Wu, M. Wu, G. C. Xiao, H. Xu, J. W. Yang, S. Yang, Y. J. Yang, Y. J. Yang, Q. B. Yi, Q. Q. Yin, Y. You, A. M. Zhang, C. M. Zhang, F. Zhang, H. M. Zhang, J. Zhang, T. Zhang, W. Zhang, W. C. Zhang, W. Z. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. F. Zhang, Y. J. Zhang, Z. Zhang, Z. Zhang, Z. L. Zhang, D. K. Zhou, J. F. Zhou, Y. Zhu, Y. X. Zhu, and R. L. Zhuang, Nat. Astron. 5, 378 (2021), arXiv: 2005.11071.

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. A. Ridnaia, D. Svinkin, D. Frederiks, A. Bykov, S. Popov, R. Aptekar, S. Golenetskii, A. Lysenko, A. Tsvetkova, M. Ulanov, and T. L. Cline, Nat. Astron. 5, 372 (2021), arXiv: 2005.11178.

    Article  ADS  Google Scholar 

  26. M. Tavani, C. Casentini, A. Ursi, F. Verrecchia, A. Addis, L. A. Antonelli, A. Argan, G. Barbiellini, L. Baroncelli, G. Bernardi, G. Bianchi, A. Bulgarelli, P. Caraveo, M. Cardillo, P. W. Cattaneo, A. W. Chen, E. Costa, E. Del Monte, G. Di Cocco, G. Di Persio, I. Donnarumma, Y. Evangelista, M. Feroci, A. Ferrari, V. Fioretti, F. Fuschino, M. Galli, F. Gianotti, A. Giuliani, C. Labanti, F. Lazzarotto, P. Lipari, F. Longo, F. Lucarelli, A. Magro, M. Marisaldi, S. Mereghetti, E. Morelli, A. Morselli, G. Naldi, L. Pacciani, N. Parmiggiani, F. Paoletti, A. Pellizzoni, M. Perri, F. Perotti, G. Piano, P. Picozza, M. Pilia, C. Pittori, S. Puccetti, G. Pupfflo, M. Rapisarda, A. Rappoldi, A. Rubini, G. Setti, P. Soffitta, M. Trifoglio, A. Trois, S. Vercellone, V. Vittorini, P. Giommi, and F. D’Amico, Nat. Astron. 5, 401 (2021), arXiv: 2005.12164.

    Article  ADS  Google Scholar 

  27. P. Kumar, and W. Lu, Mon. Not. R. Astron. Soc. 494, 1217 (2020), arXiv: 2004.00645.

    Article  ADS  Google Scholar 

  28. J. S. Wang, Astrophys. J. 900, 172 (2020), arXiv: 2006.14503.

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. W. Lu, P. Kumar, and B. Zhang, Mon. Not. R. Astron. Soc. 498, 1397 (2020), arXiv: 2005.06736.

    Article  ADS  Google Scholar 

  30. Y. P. Yang, and B. Zhang, Astrophys. J. 919, 89 (2021), arXiv: 2104.01925.

    Article  ADS  Google Scholar 

  31. B. D. Metzger, B. Margalit, and L. Sironi, Mon. Not. R. Astron. Soc. 485, 4091 (2019), arXiv: 1902.01866.

    Article  ADS  Google Scholar 

  32. A. M. Beloborodov, Astrophys. J. 896, 142 (2020), arXiv: 1908.07743.

    Article  ADS  Google Scholar 

  33. B. Margalit, P. Beniamini, N. Sridhar, and B. D. Metzger, Astrophys. J. 899, L27 (2020), arXiv: 2005.05283.

    Article  ADS  Google Scholar 

  34. W. Wang, R. Luo, H. Yue, X. Chen, K. Lee, and R. Xu, Astrophys. J. 852, 140 (2018), arXiv: 1710.00541.

    Article  ADS  Google Scholar 

  35. W. Wang, B. Zhang, X. Chen, and R. Xu, Astrophys. J. 876, L15 (2019), arXiv: 1903.03982.

    Article  ADS  Google Scholar 

  36. Y. P. Yang, and B. Zhang, Astrophys. J. 868, 31 (2018), arXiv: 1712.02702.

    Article  ADS  Google Scholar 

  37. W. Y. Wang, Y. P. Yang, C. H. Niu, R. Xu, and B. Zhang, Astrophys. J. 927, 105 (2022), arXiv: 2111.11841.

    Article  ADS  Google Scholar 

  38. J. G. Lu, K. J. Lee, and R. X. Xu, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 63, 229531 (2020), arXiv: 1909.03707.

    Article  ADS  Google Scholar 

  39. R. Xu, Natl. Sci. Rev. 8, nwab204 (2021).

    Article  Google Scholar 

  40. D. Michilli, A. Seymour, J. W. T. Hessels, L. G. Spitler, V. Gajjar, A. M. Archibald, G. C. Bower, S. Chatterjee, J. M. Cordes, K. Gourdji, G. H. Heald, V. M. Kaspi, C. J. Law, C. Sobey, E. A. K. Adams, C. G. Bassa, S. Bogdanov, C. Brinkman, P. Demorest, F. Fernandez, G. Hellbourg, T. J. W. Lazio, R. S. Lynch, N. Maddox, B. Marcote, M. A. McLaughlin, Z. Paragi, S. M. Ransom, P. Scholz, A. P. V. Siemion, S. P. Tendulkar, P. Van Rooy, R. S. Wharton, and D. Whitlow, Nature 553, 182 (2018), arXiv: 1801.03965.

    Article  ADS  Google Scholar 

  41. G. H. Hilmarsson, D. Michilli, L. G. Spitler, R. S. Wharton, P. Demorest, G. Desvignes, K. Gourdji, S. Hackstein, J. W. T. Hessels, K. Nimmo, A. D. Seymour, M. Kramer, and R. Mckinven, Astrophys. J. 908, L10 (2021), arXiv: 2009.12135.

    Article  ADS  Google Scholar 

  42. H. Cho, J. P. Macquart, R. M. Shannon, A. T. Deller, I. S. Morrison, R. D. Ekers, K. W. Bannister, W. Farah, H. Qiu, M. W. Sammons, M. Bailes, S. Bhandari, C. K. Day, C. W. James, C. J. Phillips, J. X. Prochaska, and J. Tuthill, Astrophys. J. 891, L38 (2020), arXiv: 2002.12539.

    Article  ADS  Google Scholar 

  43. R. Luo, B. J. Wang, Y. P. Men, C. F. Zhang, J. C. Jiang, H. Xu, W. Y. Wang, K. J. Lee, J. L. Han, B. Zhang, R. N. Caballero, M. Z. Chen, X. L. Chen, H. Q. Gan, Y. J. Guo, L. F. Hao, Y. X. Huang, P. Jiang, H. Li, J. Li, Z. X. Li, J. T. Luo, J. Pan, X. Pei, L. Qian, J. H. Sun, M. Wang, N. Wang, Z. G. Wen, R. X. Xu, Y. H. Xu, J. Yan, W. M. Yan, D. J. Yu, J. P. Yuan, S. B. Zhang, and Y. Zhu, Nature 586, 693 (2020), arXiv: 2011.00171.

    Article  ADS  Google Scholar 

  44. V. Radhakrishnan, and D. J. Cooke, Astrophys. Lett. 3, 225 (1969).

    ADS  Google Scholar 

  45. CHIME/FRB Collaboration, The Astronomer’s Telegram 14497, 1 (2021).

    ADS  Google Scholar 

  46. C. K. Day, S. Bhandari, A. T. Délier, R. M. Shannon, and V. A. Moss, The Astronomer’s Telegram 14515, 1 (2021).

    ADS  Google Scholar 

  47. W. Farah, A. W. Pollak, A. P. V. Siemion, F. Antonio, S. Schoultz, J. Hickish, R. Maddalena, D. DeBoer, B. Diamond, J. Tarter, J. Welch, T. Koumrian, C. Shumaker, M. Masters, M. Fleming, and G. Singh, The Astronomer’s Telegram 14676, 1 (2021).

    ADS  Google Scholar 

  48. W. Herrmann, The Astronomer’s Telegram 14556, 1 (2021).

    ADS  Google Scholar 

  49. C. D. Kilpatrick, W. Fong, J. X. Prochaska, N. Tejos, S. Bhandari, and C. K. Day, The Astronomer’s Telegram 14516, 1 (2021).

    ADS  Google Scholar 

  50. P. Kumar, R. M. Shannon, M. E. Lower, S. Bhandari, A. T. Délier, C. Flynn, and E. F. Keane, arXiv: 2109.11535.

  51. C. Law, S. Tendulkar, T. Clarke, K. Aggarwal, and S. Bethapudy, The Astronomer’s Telegram 14526, 1 (2021).

    ADS  Google Scholar 

  52. R. Ricci, L. Piro, F. Panessa, B. O’Connor, S. Lotti, G. Bruni, and B. Zhang, The Astronomer’s Telegram 14549, 1 (2021).

    ADS  Google Scholar 

  53. R. Wharton, S. Bethapudi, V. Marthi, R. Main, D. Li, T. Gautam, H-H. Lin, L. Spitler, and U.-L. Pen, The Astronomer’s Telegram 14538, 1 (2021).

    ADS  Google Scholar 

  54. H. Xu, J. Niu, K. Lee, W. Zhu, B. Zhang, Y. Feng, B. Wang, J. Xu, C. Zhang, D. Zhou, and F. F. K. S. Project, The Astronomer’s Telegram 14518, 1 (2021).

    ADS  Google Scholar 

  55. H. Xu, J. R. Niu, P. Chen, K. J. Lee, W. W. Zhu, S. Dong, B. Zhang, J. C. Jiang, B. J. Wang, J. W. Xu, C. F. Zhang, H. Fu, A. V. Filippenko, E. W. Peng, D. J. Zhou, Y. K. Zhang, P. Wang, Y. Feng, Y. Li, T. G. Brink, D. Z. Li, W. Lu, Y. P. Yang, R. N. Caballero, C. Cai, M. Z. Chen, Z. G. Dai, S. G. Djorgovski, A. Esamdin, H. Q. Gan, P. Guhathakurta, J. L. Han, L. F. Hao, Y. X. Huang, P. Jiang, C. K. Li, D. Li, H. Li, X. Q. Li, Z. X. Li, Z. Y. Liu, R. Luo, Y. P. Men, C. H. Niu, W. X. Peng, L. Qian, L. M. Song, D. Stern, A. Stockton, J. H. Sun, F. Y. Wang, M. Wang, N. Wang, W. Y. Wang, X. F. Wu, S. Xiao, S. L. Xiong, Y. H. Xu, R. X. Xu, J. Yang, X. Yang, R. Yao, Q. B. Yi, Y. L. Yue, D. J. Yu, W. F. Yu, J. P. Yuan, B. B. Zhang, S. B. Zhang, S. N. Zhang, Y. Zhao, W. K. Zheng, Y. Zhu, and J. H. Zou, arXiv: 2111.11764.

  56. P. Kumar, W. Lu, and M. Bhattacharya, Mon. Not. R. Astron. Soc. 468, 2726 (2017).

    Article  ADS  Google Scholar 

  57. M. A. Ruderman, and P. G. Sutherland, Astrophys. J. 196, 51 (1975).

    Article  ADS  Google Scholar 

  58. V. V. Usov, Astrophys. J. 320, 333 (1987).

    Article  ADS  Google Scholar 

  59. E. Asseo, and G. I. Melikidze, Mon. Not. R. Astron. Soc. 301, 59 (1998).

    Article  ADS  Google Scholar 

  60. G. I. Melikidze, J. A. Gil, and A. D. Pataraya, Astrophys. J. 544, 1081 (2000), arXiv: astro-ph/0002458.

    Article  ADS  Google Scholar 

  61. A. Philippov, A. Timokhin, and A. Spitkovsky, Phys. Rev. Lett. 124, 245101 (2020), arXiv: 2001.02236.

    Article  ADS  Google Scholar 

  62. J. Benáček, P. A. Muñoz, and J. Büchner, arXiv: 2106.13525.

  63. G. Ghisellini, and N. Locatelli, Astron. Astrophys. 613, A61 (2018), arXiv: 1708.07507.

    Article  ADS  Google Scholar 

  64. W. Lu, and P. Kumar, Mon. Not. R. Astron. Soc. 477, 2470 (2018), arXiv: 1710.10270.

    Article  ADS  Google Scholar 

  65. W. Y. Wang, R. Xu, and X. Chen, Astrophys. J. 899, 109 (2020), arXiv: 2005.02100.

    Article  ADS  Google Scholar 

  66. A. J. Cooper, and R. A. M. J. Wijers, arXiv: 2110.15244.

  67. J. D. Jackson, Classical Electrodynamics, 3rd ed. (Wiley-VCH, New York, 1998).

    MATH  Google Scholar 

  68. J. A. Gil, and J. K. Snakowski, Astron. Astrophys. 234, 237 (1990).

    ADS  Google Scholar 

  69. R. T. Gangadhara, J. L. Han, and P. F. Wang, Astrophys. J. 911, 152 (2021).

    Article  ADS  Google Scholar 

  70. P. Meszaros, High-Energy Radiation from Magnetized Neutron Stars (University of Chicago Press, Chicago, 1992).

    Google Scholar 

  71. P. Goldreich, and W. H. Julian, Astrophys. J. 157, 869 (1969).

    Article  ADS  Google Scholar 

  72. M. Lyutikov, in Astrophysics of compact objects: Proceedings of the American Institute of Physics Conference Series, edited by Y.-F. Yuan, X.-D. Li, and D. Lai, Vol. 968 (SAO/NASA Astrophysics Data System, 2008), pp. 77–84.

  73. C. Wang, D. Lai, and J. L. Han, Mon. Not. R. Astron. Soc. 403, 569 (2010), arXiv: 0910.2793.

    Article  ADS  Google Scholar 

  74. J. G. Lu, W. Y. Wang, B. Peng, and R. X. Xu, Res. Astron. Astrophys. 21, 029 (2021), arXiv: 2007.00282.

    Article  ADS  Google Scholar 

  75. R. N. Manchester, G. B. Hobbs, A. Teoh, and M. Hobbs, Astron. J. 129, 1993 (2005), arXiv: astro-ph/0412641.

    Article  ADS  Google Scholar 

  76. A. Gruzinov, and Y. Levin, Astrophys. J. 876, 74 (2019), arXiv: 1902.01485.

    Article  ADS  Google Scholar 

  77. H. K. Vedantham, and V. Ravi, Mon. Not. R. Astron. Soc.-Lett. 485, L78 (2019), arXiv: 1812.07889.

    Article  ADS  Google Scholar 

  78. V. N. Sazonov, Soviet Astron. 13, 396 (1969).

    ADS  Google Scholar 

  79. J. M. Rankin, Astrophys. J. Suppl. Ser. 85, 145 (1993).

    Article  ADS  Google Scholar 

  80. G. J. Qiao, and W. P. Lin, Astron. Astrophys. 333, 172 (1998).

    ADS  Google Scholar 

  81. R. X. Xu, and G. J. Qiao, in 1997 Pacific Rim Conference on stellar astrophysics: Proceedings of the Astronomical Society of the Pacific Conference, edited by K. L. Chan, K. S. Cheng, and H. P. Singh, Vol. 138 (SAO/NASA Astrophysics Data System, 1998), p. 377.

  82. J. Liu, G. Qiao, and R. Xu, Chin. Phys. Lett. 16, 541 (1999).

    Article  ADS  Google Scholar 

  83. R. X. Xu, J. F. Liu, J. L. Han, and G. J. Qiao, Astrophys. J. 535, 354 (2000), arXiv: astro-ph/9911253.

    Article  ADS  Google Scholar 

  84. B. Zhang, arXiv: 2111.06571.

  85. H. Tong, and H. G. Wang, arXiv: 2202.05475.

  86. R. X. Xu, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 63, 119531 (2020).

    Article  ADS  Google Scholar 

  87. Z. Medin, and D. Lai, Mon. Not. R. Astron. Soc. 382, 1833 (2007).

    Article  ADS  Google Scholar 

  88. R. X. Xu, G. J. Qiao, and B. Zhang, Astrophys. J. 522, L109 (1999), arXiv: astro-ph/9907132.

    Article  ADS  Google Scholar 

  89. R. X. Xu, Astrophys. J. 596, L59 (2003), arXiv: astro-ph/0302165.

    Article  ADS  Google Scholar 

  90. M. X. Lin, R. X. Xu, and B. Zhang, Astrophys. J. 799, 152 (2015), arXiv: 1411.5942.

    Article  ADS  Google Scholar 

  91. J. G. Lu, B. Peng, R. X. Xu, M. Yu, S. Dai, W. W. Zhu, Y. Z. Yu, P. Jiang, Y. L. Yue, and L. Wang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 959505 (2019), arXiv: 1903.06362.

    Article  ADS  Google Scholar 

  92. Z. Wadiasingh, and A. Timokhin, Astrophys. J. 879, 4 (2019), arXiv: 1904.12036.

    Article  ADS  Google Scholar 

  93. R. Luo, Y. Men, K. Lee, W. Wang, D. R. Lorimer, and B. Zhang, Mon. Not. R. Astron. Soc. 494, 665 (2020), arXiv: 2003.04848.

    Article  ADS  Google Scholar 

  94. W. Zhu, D. Li, R. Luo, C. Miao, B. Zhang, L. Spitler, D. Lorimer, M. Kramer, D. Champion, Y. Yue, A. Cameron, M. Cruces, R. Duan, Y. Feng, J. Han, G. Hobbs, C. Niu, J. Niu, Z. Pan, L. Qian, D. Shi, N. Tang, P. Wang, H. Wang, M. Yuan, L. Zhang, X. Zhang, S. Cao, L. Feng, H. Gan, L. Gao, X. Gu, M. Guo, Q. Hao, L. Huang, M. Huang, P. Jiang, C. Jin, H. Li, Q. Li, Q. Li, H. Liu, G. Pan, B. Peng, H. Qian, X. Shi, J. Song, L. Song, C. Sun, J. Sun, H. Wang, Q. Wang, Y. Wang, X. Xie, J. Yan, L. Yang, S. Yang, R. Yao, D. Yu, J. Yu, C. Zhang, H. Zhang, S. Zhang, X. Zheng, A. Zhou, B. Zhu, L. Zhu, M. Zhu, W. Zhu, and Y. Zhu, Astrophys. J. 895, L6 (2020), arXiv: 2004.14029.

    Article  ADS  Google Scholar 

  95. K. Masui, H. H. Lin, J. Sievers, C. J. Anderson, T. C. Chang, X. Chen, A. Ganguly, M. Jarvis, C. Y. Kuo, Y. C. Li, Y. W. Liao, M. McLaughlin, U. L. Pen, J. B. Peterson, A. Roman, P. T. Timbie, T. Voytek, and J. K. Yadav, Nature 528, 523 (2015), arXiv: 1512.00529.

    Article  ADS  Google Scholar 

  96. E. Petroff, M. Bailes, E. D. Barr, B. R. Barsdell, N. D. R. Bhat, F. Bian, S. Burke-Spolaor, M. Caleb, D. Champion, P. Chandra, G. Da Costa, C. Delvaux, C. Flynn, N. Gehrels, J. Greiner, A. Jameson, S. Johnston, M. M. Kasliwal, E. F. Keane, S. Keller, J. Kocz, M. Kramer, G. Leloudas, D. Malesani, J. S. Mulchaey, C. Ng, E. O. Ofek, D. A. Perley, A. Possenti, B. P. Schmidt, Y. Shen, B. Stappers, P. Tisserand, W. van Straten, and C. Wolf, Mon. Not. R. Astron. Soc. 447, 246 (2015), arXiv: 1412.0342.

    Article  ADS  Google Scholar 

  97. M. Caleb, E. F. Keane, W. van Straten, M. Kramer, J. P. Macquart, M. Bailes, E. D. Barr, N. D. R. Bhat, S. Bhandari, M. Burgay, W. Farah, A. Jameson, F. Jankowski, S. Johnston, E. Petroff, A. Possenti, B. W. Stappers, C. Tiburzi, and V. Venkatraman Krishnan, Mon. Not. R. Astron. Soc. 478, 2046 (2018), arXiv: 1804.09178.

    Article  ADS  Google Scholar 

  98. J. C. Jiang, W. Y. Wang, R. Luo, S. Du, X. Chen, K. J. Lee, and R. X. Xu, Res. Astron. Astrophys. 20, 056 (2020), arXiv: 1909.10961.

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. School of Physics and State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University, Beijing, 100871, China

    Wei-Yang Wang, Jin-Chen Jiang & Renxin Xu

  2. Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University, Beijing, 100871, China

    Wei-Yang Wang, Jin-Chen Jiang, Heng Xu, Jiangwei Xu, Kejia Lee & Renxin Xu

  3. CAS Key Laboratory of FAST, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100101, China

    Jiguang Lu

  4. Guizhou Radio Astronomy Observatory, Chinese Academy of Sciences, Guiyang, 550025, China

    Jiguang Lu

  5. Key Laboratory of Optical Astronomy, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100101, China

    Jifeng Liu

  6. School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100049, China

    Jifeng Liu

Authors
  1. Wei-Yang Wang
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Jin-Chen Jiang
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. Jiguang Lu
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  4. Heng Xu
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  5. Jiangwei Xu
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  6. Kejia Lee
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  7. Jifeng Liu
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  8. Renxin Xu
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding authors

Correspondence to Wei-Yang Wang or Renxin Xu.

Additional information

This work was supported by the National Key R&D Program of China (Grant No. 2017YFA0402602), National SKA Program of China (Grant No. 2020SKA0120100), and Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences (Grant No. XDB23010200). Wei-Yang Wang is supported by a Boya Fellowship and the fellowship of China Postdoctoral Science Foundation (Grant No. 2021M700247). We are grateful to Prof. Bing Zhang for helpful comments and discussion.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Wang, WY., Jiang, JC., Lu, J. et al. Repeating fast radio bursts: Coherent circular polarization by bunches. Sci. China Phys. Mech. Astron. 65, 289511 (2022). https://doi.org/10.1007/s11433-021-1912-0

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11433-021-1912-0

Search

Navigation