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来自原磁星遗迹的短伽马射线暴

高能天体物理现象 2022-11-14 v1

摘要

GW170817/GRB 170817A 中引力波与伽马射线的同时探测,以及一天后的千新星辐射,确认了致密双中子星并合是短时长伽马射线暴 (GRB) 的母体,也是宇宙中重 r-过程核素的来源。然而,并合遗迹的性质(与寿命)以及驱动这些明亮伽马射线闪的能量库仍存在争议,而并合后最初几分钟在光学波段尚属未探索之地。在此,我们报告了与具有延展伽马射线辐射的短 GRB 180618A 相关的最早发现的明亮热光学辐射,其紫外与光学多色观测在暴后仅 1.4 分钟即开始。该光谱与快速消退的余辉以及暴后 15 分钟浮现的热光学辐射一致,后者在 GRB 后仅 35 分钟便突然且色散性地消退(通量密度 FνtαF_{\nu} \propto t^{-\alpha},\alpha=4.6 \pm 0.3})。我们从伽马射线到光学波段的观测与以相对论速度膨胀的热星云一致,其由新生、快速自转且高度磁化的中子星(即毫秒磁星)的等离子体风驱动,其转动能以 Ltht(2.22±0.14)L_{\rm th} \propto t^{-(2.22\pm 0.14)} 的速率释放以重新加热未束缚的并合遗迹物质。这些结果表明,此类中子星在并合后数百毫秒以上的时间尺度上可存活至坍缩为黑洞,并通过吸积为 GRB 本身提供能量。在将来的宽场快 cadence 巡天中,双并合引力波源的明亮热光学对应体可能很常见。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.05810,
  title  = {A short gamma-ray burst from a proto-magnetar remnant},
  author = {N. Jordana-Mitjans and C. G. Mundell and C. Guidorzi and R. J. Smith and E. Ramirez-Ruiz and B. D. Metzger and S. Kobayashi and A. Gomboc and I. A. Steele and M. Shrestha and M. Marongiu and A. Rossi and B. Rothberg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.05810},
  year   = {2022}
}