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风介质中的滑行外部激波:Swift伽马射线暴余辉X射线平台衰减成分的成因

高能天体物理现象 2015-03-19 v2

摘要

Swift卫星探测到的伽马射线暴(GRBs)早期X射线余辉中,约一半观测到的平台是最令人困惑的特征。通过分析大量X射线平台样本的时间指数和谱指数,我们发现55%的平台可以用外部正向激波同步辐射发射来解释,该辐射由在 ρr2\rho \sim r^{-2} 风状介质中滑行的相对论性抛射体产生;无需向激波注入能量。当抛射体收集到足够介质并过渡到绝热减速的爆炸波阶段后,便产生平台后的衰减。对于与该模型一致的暴,我们得到抛射体初始洛伦兹因子的上限为 Γ046(ϵe/0.1)0.24(ϵB/0.01)0.17\Gamma_0 \leq 46 (\epsilon_e/0.1)^{-0.24} (\epsilon_B/0.01)^{0.17};各向同性等效总抛射体能量为 Eiso1053(ϵe/0.1)1.3(ϵB/0.01)0.09(tb/104s)ergE_{iso} \sim 10^{53} (\epsilon_e/0.1)^{-1.3} (\epsilon_B/0.01)^{-0.09} (t_b/10^4 \, \text{s}) \, \text{erg},其中 ϵe\epsilon_eϵB\epsilon_B 分别是激波下游电子和磁场携带的总能量份额,tbt_b 是平台结束时刻。我们的发现支持沃尔夫-拉叶星作为某些GRB的前身星。这提出了关于中等Γ0\Gamma_0抛射体起源的实问题,我们推测这与GRB喷流从其宿主星中涌现有关。对于样本中剩余的45%,平台后衰减过快,无法用风介质中滑行模型解释,似乎需要能量注入。

关键词

引用

@article{arxiv.1109.3453,
  title  = {Coasting external shock in wind medium: an origin for the X-ray plateau decay component in Swift GRB afterglows},
  author = {Rongfeng Shen and Christopher D. Matzner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1109.3453},
  year   = {2015}
}

备注

11 pages, 5 figures, to appear in ApJ, proof-corrected version, added more references