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矮星系中高能量、快速上升蓝光学瞬变 CSS161010 的温和相对论性外流

高能天体物理现象 2020-06-03 v2

摘要

我们给出了快速蓝光学瞬变(FBOT)CRTS-CSS161010 J045834-081803(以下简称 CSS161010)在 t=69-531 天时的 X 射线与射电观测。CSS161010 显示出明亮的 X 射线(Lx5×1039ergs1L_x\sim5\times 10^{39}\,\rm{erg\,s^{-1}})与射电(Lν1029ergs1Hz1L_{\nu}\sim10^{29}\,\rm{erg\,s^{-1}Hz^{-1}})辐射。射电辐射在瞬变爆发后约 100 天达到峰值并迅速衰减。我们在膨胀激波波前的同步辐射背景下解释这些观测。CSS161010 在约 100 天时抛出了速度 Γβc0.55c\Gamma\beta c\ge0.55c 的温和相对论性外流。这快于非相对论的 AT2018cow(Γβc0.1c\Gamma\beta c\sim0.1c),而更接近 ZTF18abvkwla(63 天时 Γβc0.3c\Gamma\beta c\ge0.3c)。CSS161010 的推断初始动能(Ek1051E_k\gtrsim10^{51} erg)与长伽马射线暴(GRB)相当,但耦合到温和相对论性外流中的抛射物质量显著更大(0.010.1M\sim0.01-0.1\,\rm{M_{\odot}})。这与未观测到伽马射线一致。明亮的 X 射线由不同于同步辐射射电辐射的发射成分产生。CSS161010 位于约 150 Mpc 处的一颗恒星质量 M107MM_{*}\sim10^{7}\,\rm{M_{\odot}}、比恒星形成率 sSFR0.3Gyr1sSFR\sim 0.3\,\rm{Gyr^{-1}} 的矮星系中。该质量属于大质量恒星爆发现象宿主星系推断质量中最低之列。我们对 CSS161010 的观测与富 H 恒星前身星罕见演化路径产生的引擎驱动非球对称爆发一致,但我们不能排除中心中等质量黑洞上的恒星潮汐瓦解事件。无论物理机制如何,CSS161010 确立了一类新的罕见(发生率 < 本地核坍缩超新星率的 0.4%)富 H 瞬变的存在,其能够抛出温和相对论性外流。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.10503,
  title  = {A mildly relativistic outflow from the energetic, fast-rising blue optical transient CSS161010 in a dwarf galaxy},
  author = {D. L. Coppejans and R. Margutti and G. Terreran and A. J. Nayana and E. R. Coughlin and T. Laskar and K. D. Alexander and M. Bietenholz and D. Caprioli and P. Chandra and M. Drout and D. Frederiks and C. Frohmaier and K. Hurley and C. S. Kochanek and M. MacLeod and A. Meisner and P. E. Nugent and A. Ridnaia and D. J. Sand and D. Svinkin and C. Ward and S. Yang and A. Baldeschi and I. V. Chilingarian and Y. Dong and C. Esquivia and W. Fong and C. Guidorzi and P. Lundqvist and D. Milisavljevic and K. Paterson and D. E. Reichart and B. Shappee and M. C. Stroh and S. Valenti and A. Zauderer and B. Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.10503},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted to ApJL