伽马–伽马衰减在伽马射线暴中的后果:一项详细研究
高能天体物理现象
2011-10-31 v1
摘要
Fermi-LAT 在若干伽马射线暴(GRB)中探测到 GeV 光子,这对 GRB 外流的整体洛伦兹因子施加了很强的限制。为避免过大的伽马–伽马光学深度,在某些暴中估计出的洛伦兹因子最小值高达 800–1200。本文对伽马–伽马光学深度进行了详细计算,同时考虑了喷流的几何结构与动力学。在内激波模型框架下,我们计算了不同能段的光变曲线及相应的能谱,并表明对洛伦兹因子的限制可显著低于此前的估计。我们关于高能光子在 GRB 外流中传播的详细模型同样适用于研究 GRB 中伽马–伽马湮灭的许多其他后果:(i) 时间积分谱中的伽马–伽马截断转变预计更接近谱的幂律变陡,而非陡峭的指数衰减;(ii) 一次爆发过程中伽马–伽马不透明度的时间演化倾向于使 MeV 与 GeV 光变曲线之间出现延迟;(iii) 对于复杂的 GRB,伽马–伽马不透明度会抑制高能光变曲线(高于 100 MeV)中时间尺度最短的结构特征。最后,我们还考虑了 MeV 与 GeV 光子并非在同一位置产生的 GRB 场景,表明伽马–伽马不透明度可进一步降低,从而进一步放宽对最小洛伦兹因子的限制。
引用
@article{arxiv.1110.6313,
title = {Consequences of the gamma-gamma attenuation in GRBs: a detailed study},
author = {R. Hascoët and F. Daigne and R. Mochkovitch and V. Vennin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.6313},
year = {2011}
}
备注
6 pages, 3 figures, 2011 Fermi Symposium proceedings - eConf C110509