Fermi-LAT 观测是否暗示 GRB 外流中存在极大的洛伦兹因子？
高能天体物理现象
2015-05-28 v4
摘要
Fermi-LAT 最近在少数 GRB 中探测到的 GeV 光子暗示了极大的整体洛伦兹因子，以避免高能处较大的双光子光深。在最极端的情况下，估计值可高达 Gamma ~ 1000。这对 GRB 中心引擎和喷流加速的模型提出了严格的约束。然而，这些估计是从简化的单区模型中获得的。我们在此提出了一种更现实的计算，该计算考虑了在具有多个相对论性运动发射区的外流中存在的依赖于时间、空间和方向的光子场。该形式体系具有普适性，可应用于许多瞬时 GRB 发射模型。我们展示了在内激波模型框架内数值实现所获得的结果。我们表明 在明亮 LAT GRB 中，如果 GeV 和 MeV 发射产生于同一区域，最小洛伦兹因子 Gamma_min 相比于先前的估计降低了约 2-3 倍；如果 GeV 发射产生于更大的半径处，则进一步降低约 2-8 倍。我们提供了一个改进的 Gamma_min 近似公式，该公式与我们的数值结果吻合良好，可直接应用于 LAT GRB 数据； 延迟的 GeV 起始可能是由光深的时间演化引起的。作为前两个结果的说明，我们提出了一个合成 GRB，它再现了 GRB 080916C 的大多数特征，其平均洛伦兹因子约为 340，在 'b' 时间段内 3GeV 处双光子光深的光学薄区，MeV 光变曲线中 0.5s 的变率时标，以及 GeV 发射约 5s 的延迟起始； 双光子光深可以平滑 GeV 光变曲线中的短时标变率。最后这一结果意味着，观测到的高能变率不一定是区分 GRB 中 GeV 发射的内源性和外源性起源的良好检验。[删减]
引用
@article{arxiv.1107.5737,
title = {Do Fermi-LAT observations imply very large Lorentz factors in GRB outflows ?},
author = {R. Hascoët and F. Daigne and R. Mochkovitch and V. Vennin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1107.5737},
year = {2015}
}
备注
23 pages, 11 figures