Characterizing the fast radio burst population with the CHIME telescope
Notice bibliographique
Résumé
Fast radio bursts (FRBs) are millisecond-duration radio transients of unknown origin. As these bursts are detectable at cosmological distances, they can be used to study the ionized plasma in the intergalactic medium. In order to harness the potential of FRBs as cosmological probes, it is important to develop a detailed understanding of the FRB population. This thesis aims to further our current understanding of two distinct aspects of the population, namely, source environments and activity levels, using the results of the CHIME/FRB project.The Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) is a transit telescope operating in the frequency range of 400-800 MHz. The CHIME/FRB project searches for FRBs in real time over the instantaneous field of view of CHIME (~250 sq. deg.). As the telescope observes the full northern sky every day, the FRB detection pipeline can both discover new sources and monitor the ones which are known to repeat. The first CHIME/FRB catalog consists of 474 non-repeating sources and 61 bursts from 18 repeating sources. These bursts are well suited for population studies as they have been detected with a uniform selection function. We present algorithms to determine the on-sky exposure and sensitivity variations for the CHIME/FRB system. Using these algorithms, we generate full-sky maps of the total exposure during periods of nominal sensitivity. The estimated exposure can be used to characterize activity levels for known FRB sources. We demonstrate this using a study which uses the exposure information to validate the discovery of a periodic modulation in the activity of the repeating FRB source, FRB 20180916B. We then present a multi-band observation campaign of FRB 20180916B with the CHIME/FRB system, the Green Bank telescope (GBT) and the Low Frequency Array (LOFAR). We report on the detection of seven bursts in the frequency range of 300-400 MHz with the GBT. Knowing that the circumburst environment is optically thin to free-free absorption at 300 MHz, we find evidence against the association of a hyper-compact H II region or a young supernova remnant with the source. We also characterize the frequency dependence of burst activity and place constraints on the scattering properties of the source environment.Finally, we report on a Monte-Carlo based population synthesis study of two propagation effects, namely, dispersion and scattering, in the first CHIME/FRB catalog. We simulate intrinsic properties and propagation effects for a variety of FRB population models and compare the simulated distributions of dispersion measures and scattering timescales with the corresponding distributions from the CHIME/FRB catalog. Our simulations confirm the results of previous studies which suggested that the interstellar medium of the host galaxy alone cannot explain the observed scattering timescales of FRBs. We conclude that either FRBs inhabit environments with more extreme scattering properties than those inferred for Galactic pulsars, or that the circumgalactic media of intervening galaxies is a source of intense scattering
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».