中文

伽马射线暴的整体洛伦兹因子

高能天体物理现象 2018-01-31 v1

摘要

了解伽马射线暴(GRBs)的整体洛伦兹因子 Γ0\Gamma_{0} 可让我们计算其共动系性质,从而阐明其物理机制。在与周质物质碰撞后,GRB 的火球开始减速,在余辉光变曲线中产生峰值或拐折(取决于周质密度分布)。考虑所有具有已知红移且对其辐射有早期覆盖的暴,我们找到了 67 个在光学或 GeV 光变曲线中于时刻 tpt_{\rm p} 有峰值的 GRB。对另外 106 个 GRB,我们设定了上限 tpULt_{\rm p}^{\rm UL}。我们表明 tpt_{\rm p} 源于火球减速的动力学,而非同步辐射谱的特征频率穿过光学波段。考虑 66 个长 GRB 的 tpt_{\rm p} 以及 85 个最具限制性的上限,利用删失数据分析方法,我们重建了 tpt_{\rm p} 的最可能分布。所有 tpt_{\rm p} 均大于prompt辐射峰值时刻 tp,gt_{\rm p,g},且远大于火球变透明时刻 tpht_{\rm ph}。重建的 Γ0\Gamma_0 分布的中位数值在均匀(星风)周质密度分布下约为 300(150)。在共动系中,长 GRB 具有典型的各向同性能量、光度和峰值能量:均匀(星风)情形下 Eiso=3(8)×1050\langle E_{\rm iso}\rangle=3(8)\times 10^{50} erg,Liso=3(15)×1047\langle L_{\rm iso}\rangle=3(15) \times 10^{47} erg s1^{-1}Epeak=1(2)\langle E_{\rm peak}\rangle =1(2) keV。我们确认 Γ\Gamma 与静止系各向同性能量(EisoE_{\rm iso})、光度(LisoL_{\rm iso})和峰值能量(EpeakE_{\rm peak})之间的显著相关性并非源于选择效应。假设典型张开角为 5 度,我们推导出喷流重子负载的分布,其中心位于几 106M10^{-6} {\rm M_{\odot}} 附近。

关键词

引用

@article{arxiv.1711.06257,
  title  = {Bulk Lorentz factors of Gamma-Ray Bursts},
  author = {G. Ghirlanda and F. Nappo and G. Ghisellini and A. Melandri and G. Marcarini and L. Nava and O. S. Salafia and S. Campana and R. Salvaterra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1711.06257},
  year   = {2018}
}

备注

19 pages, 11 figures, 6 tables. Accepted for publication on Astronomy & Astrophysics