双中子星合并产生的伽马射线暴喷流的演化与余辉辐射

双中子星（BNS）合并中发射的相对论性喷流被广泛认为是驱动大多数短伽马射线暴（GRB）的引擎。理解它们的结构和动力学——特别是在从合并抛射物中突破期间和之后——对于解释 GRB 余辉至关重要，特别是对于离轴观测者而言。传统模型通常假设简单的角向或径向喷流轮廓，可能会遗漏喷流穿透真实环境时出现的关键特征。本研究旨在调查喷流结构在穿过非均匀、各向异性的 BNS 合并环境传播时的形成和演化。我们重点关注与周围介质的相互作用如何塑造喷流的角向和速度分布，并评估这种真实结构对由此产生的余辉光变曲线的影响。我们对在后合并环境中发射的喷流进行了一系列 3D 相对论磁流体动力学模拟，探索了不同的注入条件。模拟演化到晚期，接近弹道阶段，此时进一步的动力学演化变得可以忽略不计。从产生的流出物中，我们提取了能量和速度剖面，并使用包含径向分层和完整 3D 喷流几何形状的半解析模型计算了多波长余辉光变曲线。能量更高或更早发射的喷流能更有效地钻透抛射物，但所有喷流都会产生不对称性，在离轴余辉光变曲线中留下清晰的印记。所有模型都表现出复杂的多激波突破结构，导致余辉中出现一个较早、较暗的峰值。尽管存在结构差异，所有模拟喷流都与多信使 BNS 合并事件 GW170817 的观测数据一致。