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伽马射线暴初始洛伦兹因数和喷流开口角的全面统计分析

高能天体物理现象 2025-08-20 v1

摘要

伽马射线暴(GRBs)的初始洛伦兹因数(Γ0\Gamma_{0})和喷流半开口角(θjet\theta_{\rm jet})是理解相对论喷流动力学演化及GRBs真实能量释放的关键物理参数。我们编译了89个在其早期光谱中显示起始波峰特征的GRBs,其中42个还显示喷流断裂特征,推导出其Γ0\Gamma_{0}θjet\theta_{\rm jet}值。基于此样本,我们重新审视了Γ0\Gamma_{0}与初始发射参数(各向同性能EisoE_{\rm iso}、峰值亮度LisoL_{\rm iso}和峰能EpE_{\rm p})之间的相关性。我们的结果确认了之前报告的Γ0\Gamma_{0}-EisoE_{\rm iso}LisoL_{\rm iso})、Γ0\Gamma_{0}-Ep,zE_{\rm p,z}EisoE_{\rm iso}LisoL_{\rm iso}-EpE_{\rm p}-Γ0\Gamma_{0}关系适用于均匀星际介质(ISM)和风密度轮廓(Wind)。值得注意的是,短GRB 090510符合Γ0\Gamma_{0}-EisoE_{\rm iso}关系,但显著偏离Γ0\Gamma_{0}-LisoL_{\rm iso}Γ0\Gamma_{0}-Ep,zE_{\rm p,z}关系。我们系统性地研究了θjet\theta_{\rm jet}Γ0\Gamma_{0}的影响,发现其依赖较弱。此外,我们首次报告了三个新的三参数相关性,即EisoE_{\rm iso}(或LisoL_{\rm iso}Ep,zE_{\rm p,z}-Γ0\Gamma_{0}-θjet\theta_{\rm jet}相关性。此外,我们进一步探讨了初始洛伦兹因数与喷流校正能量之间的关系。我们也发现,喷流校正后的相关性仍然显著,这表明这些关系是GRBs物理本质的内在特征。然而,校正后的散度增加表明,个体GRBs之间仍存根本差异。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.13448,
  title  = {Comprehensive Statistical Analysis of Initial Lorentz Factor and Jet Opening Angle of Gamma-Ray Bursts},
  author = {Jian Zhang and Bao-Cheng Qin and Lu-Lu Zhang and Fu-Wen Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13448},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in ApJ;25 pages,9 figures,and 5 tables