费米伽马射线暴数据的综合分析：IV. 谱滞后及其与 Ep 演化的关系

我们研究了 Fermi GBM 望远镜观测到的 84 个伽马射线暴（GRBs）中 92 个明亮脉冲的谱演化与谱滞后行为。这些脉冲可分为硬到软脉冲（H2S，64/92）、以 H2S 为主的追踪脉冲（21/92）以及其他追踪脉冲（7/92）。我们聚焦于 H2S 与以 H2S 为主的追踪脉冲的谱演化与谱滞后之间的关系。谱演化（滞后行为）的主趋势由 $\log E_p\propto k_E\log(t+t_0)$（${\hat{\tau}} \propto k_{\hat{\tau}}\log E$）估计，其中 $E_p$ 为辐射谱中的峰值光子能量，$t+t_0$ 为相对于脉冲起始 $-t_0$ 的观测者时间，${\hat{\tau}}$ 是能量为 $E$ 的光子相对于 $8$–$25$ keV 能段的谱滞后。对于 H2S 与以 H2S 为主的追踪脉冲，发现 $k_{{\hat{\tau}}}/W$ 与 $k_E$ 之间存在弱相关，其中 $W$ 为脉冲宽度。我们还针对 30 个形状良好的脉冲，用脉冲的峰值时间 $t_{\rm p_E}$ 研究谱滞后行为，并以 $\log t_{\rm p_E}\propto k_{t_p}\log E$ 估计谱滞后行为的主趋势。发现 $k_{t_p}$ 与 $k_E$ 相关。我们在一个唯象的谱演化模型下进行了模拟，发现这些相关性得以重现。我们由此得出结论：谱滞后与脉冲内的谱演化密切相关。对这些观测最自然的解释是，辐射来自发射点处远离中心引擎运动的同一流体单元中的电子，正如在中高 $\sigma$ outflow 中磁耗散模型所预期的那样。