探索超长伽马射线暴的起源：来自GRB 221009A的启示

有史以来最亮的伽马射线暴（GRB）GRB 221009A显示出超长伽马射线暴（ULGRB）的特征，其瞬时辐射持续时间超过1000秒。为了限制这一独特爆发的起源和中心引擎，我们分析了其瞬时辐射和余辉特征，并将其与已建立的类似伽马射线暴集合进行比较。为此，我们统计检验了一个几乎完整的、由Swift探测到并测量了红移的伽马射线暴样本。通过将高斯函数拟合到T$_{90}$持续时间分布的对数正态分布，并将样本分为青铜、银和金三个子样本，分别对应均值标准差的1、2和3倍。GRB 221009A属于金子样本。我们对瞬时辐射和余辉特征的分析旨在识别三个爆发组之间的趋势。值得注意的是，金子样本（更可能是ULGRB候选者）暗示了一个带有超吸积黑洞的坍缩星场景作为潜在的中心引擎，而我们金子样本中的少数伽马射线暴（GRB 060218、GRB 091024A和GRB 100316D）则倾向于磁星。来自3.6米Devasthal光学望远镜（DOT）的晚期近红外（NIR）观测排除了金子样本中与GRB 221009A相关的任何明亮超新星的存在。为了进一步限制ULGRB前身星的物理特性，我们使用工具MESA模拟了具有不同初始旋转速度的低金属丰度大质量恒星的演化。结果表明，在所考虑的参数和MESA的初始输入下，旋转（$\Omega \geq 0.2\,\Omega_{\rm c}$）的大质量恒星可能是ULGRB的前身星。