伽马射线暴喷流中的绝热损失与随机粒子加速
天体物理学
2009-10-31 v2
摘要
我们研究了因喷流减速而吞并外部介质中的伽马射线暴 (GRB) 喷流中绝热损失与随机粒子加速的问题。假设被冲击流体由均匀的膨胀壳表示。通过绝热膨胀损失的非热力学粒子能量转化为喷流的批量动能，从而可自洼地计算喷流的批量 1 因子 Gamma 的演化。该系统的行为在相对论和非相对论极限下均可再现水动力自相似解，适用于介于绝热和完全辐射范畴之间的情形。通过采用基于准线性范畴所推导的能量增益率和扩散逃逸时间尺度，处理通过磁场湍流进行的随机磁共振加速。若冲击流体中的磁场接近其均分裂值，该过程可将逃逸粒子加速至 >~10^{20} eV，与假设 ultra-high energy cosmic rays (UHECRs) 由 GRB 喷流加速的假说相一致。由于粒子被磁湍流捕获，只有最高能量粒子才能在 GRB 的 prompt 阶段和 afterglow 阶段逃逸，以便通过 Kolmogorov 能谱的 MHD 湍流进行加速。当喷流变为非相对论时，较低能量粒子开始逃逸，而冲击 Fermi 加速变得更为重要。
关键词
引用
@article{arxiv.astro-ph/0012272,
title = {Adiabatic Losses and Stochastic Particle Acceleration in Gamma-Ray Burst Blast Waves},
author = {Charles D. Dermer and Mayer Humi},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0012272},
year = {2009}
}
备注
30 pages, 11 figures, ApJ, in press, vol. 555, July 10th, 2001 (introduction rewritten, added references and comparison with previous work)