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GRB暴涌发射中峰值能量的演化模式

高能天体物理现象 2021-12-20 v2

摘要

伽马射线暴(GRBs)的暴涌发射阶段呈现出两种截然不同的峰值能量(EpE_\text{p})演化模式,即硬到软与强度跟踪,其物理起源尚不清楚。除GRB暴涌谱的低能指数外,EpE_\text{p}的演化模式可能是判别GRB辐射机制(如同步辐射或光球)的另一关键指标。我们在同步辐射框架下探索参数空间,以寻找能产生不同峰值能量演化模式的条件。我们开发了一个代码,数值计算简化壳层的同步辐射发射,考虑了电子的三种冷却过程(同步辐射、同步自康普顿(SSC)和绝热)、衰减磁场的影响、发射壳层整体加速的影响,以及描述发射区中加速电子的变量源函数的影响。在探索GRB同步辐射情景的参数空间后,我们发现EpE_\text{p}的强度跟踪模式可在两种情形下实现。其一为电子冷却过程同时由绝热冷却或SSC+绝热冷却主导。其二为发射区处于加速状态且冷却过程由SSC冷却主导。否则,通常预期为EpE_\text{p}的硬到软模式。此外,变量源函数的影响可诱发EpE_\text{p}的色散型强度跟踪模式。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.11212,
  title  = {Evolution Patterns of the Peak Energy in the GRB Prompt Emission},
  author = {Hao-Xuan Gao and Jin-Jun Geng and Yong-Feng Huang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.11212},
  year   = {2021}
}

备注

15 pages, 23 figures, 3 tables, accepted by Astronomy & Astrophysics