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利用X射线余辉约束伽马射线暴的暴周介质

高能天体物理现象 2022-02-02 v1

摘要

长伽马射线暴(GRBs)被认为起源于大质量恒星的核坍缩。人们相信余辉性质由周围星际介质中物质的密度决定。因此,暴周密度可用于区分星际风 n(R)Rkn(R) \propto R^{\rm -k} 与恒定密度介质(ISM) n(R)=constn(R) = const。以往基于不同余辉样本的研究表明,GRB的暴周介质既非简单地由星际风支持,也非完全由ISM所偏好。本工作中,我们的新样本由39个在早期X射线余辉中具有平滑起始隆起状特征的GRB组成,其中20个GRB有红移测量。通过使用平滑折断幂律函数拟合X射线光变的隆起,我们推导出半高全宽(FWHM)作为特征宽度(ω\omega),以及隆起的上升和衰减时间尺度(TrT_{\rm r}TdT_{\rm d})。X射线隆起时间尺度间的相关性类似于先前在光学余辉中发现的情况。基于薄壳情形的火球前向激波(FS)模型,我们得到了电子谱指数 pp 的分布,并进一步约束了介质密度分布指数 kk。新推断的 kk 集中在1.0,范围从0.2到1.8。该发现与先前研究一致。我们对X射线余辉的详细调查结论表明,所选GRB的环境介质是非均匀的,即既非ISM也非典型星际风。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.13880,
  title  = {Constraining the circumburst medium of gamma-ray bursts with X-ray afterglows},
  author = {Xiao Tian and Ying Qin and Mei Du and Shuang-Xi Yi and Yan-Ke Tang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13880},
  year   = {2022}
}

备注

11 pages, 3 figures and 2 tables; accepted for publication in ApJ