利用余辉起始特征约束伽马射线暴初始洛伦兹因子并发现紧密的Gamma_0-E_iso相关性
高能天体物理现象
2010-12-09 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
伽马射线暴余辉的起始阶段以早期余辉光变曲线中的平滑凸起为特征。我们对这种特征进行了广泛搜索。找到了20个光学选中的伽马暴和12个X射线选中的伽马暴，其中17个光学选中的伽马暴和2个X射线选中的伽马暴有红移测量。我们用平滑分段幂律拟合光变曲线，并测量了凸起在半高全宽(FWHM)处的时间特征时标。发现这些时标之间存在强相互关联，更暗且更宽的凸起倾向于在更晚的峰值时间达到峰值。上升时标与衰减时标的比值在各暴之间几乎是普适的，但上升时间与峰值时间的比值在0.3到1之间变化。各向同性等效能量E_iso与峰值光度以及暴源坐标系中凸起的峰值时间紧密相关。假设凸起标志着伽马暴火球在恒定密度介质中的减速，我们计算了光学选中样本中伽马暴的初始洛伦兹因子(Gamma_0)和减速半径(R_dec)。发现Gamma_0通常为几百，典型减速半径为R_dec~10^{17} cm。更有趣的是，发现了Gamma_0与E_iso之间的紧密相关性，即Gamma_0 ~ 195 E_iso,52}^{0.27}（对光学和X射线已知红移样本均成立）。这有助于理解伽马暴物理，并可能作为Gamma_0的指示器。我们发现早期明亮的X射线通常由不同于外激波辐射的成分主导，但偶尔（在一个案例中）观测到消色差的减速特征。X射线中的成分将导致观测到的X射线光变曲线的多样性（摘要略）。
引用
@article{arxiv.0912.4800,
title = {Constraining GRB Initial Lorentz Factor with the Afterglow Onset Feature and Discovery of a Tight Gamma_0-E_iso Correlation},
author = {En-Wei Liang and Shuang-xi Yi and Jin Zhang and Hou-Jun LV and Bin-Bin Zhang and Bing Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:0912.4800},
year = {2010}
}
备注
15 pages, including 4 tables and 7 figures, Submitted to ApJ