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多暴发伽马射线暴中的外激波:由较晚喷出物引发的能量注入阶段

高能天体物理现象 2018-01-31 v1

摘要

伽马射线暴(GRBs)的中心引擎可能是间歇性的,并在较长的宁静间隔内抛出若干次喷出物。在此情形下,由于最先抛出的喷出物向暴周介质中传播而形成外激波,较晚抛出的喷出物可能在后期与该外激波相互作用。由于内部耗散,较晚抛出的喷出物可能在较晚时刻(tjett_{\rm{jet}})被观测到。本文中,我们研究 tbt_{\rm{b}}tjett_{\rm{jet}} 的关系,其中 tbt_{\rm{b}} 为较晚抛出喷出物与已形成外激波的碰撞时间。研究发现,tbt_{\rm{b}}tjett_{\rm{jet}} 的关系依赖于较晚抛出喷出物的整体洛伦兹因子(Γjet\Gamma_{\rm{jet}})以及暴周介质的密度(ρ\rho)。若 Γjet\Gamma_{\rm{jet}}ρ\rho 的值较低,则 tbt_{\rm{b}} 会显著大于 tjett_{\rm{jet}}。然而,若 Γjet\Gamma_{\rm{jet}}\rho} 的值显著大时,可发现 tbtjett_{\rm{b}}\sim t_{\rm{jet}}。我们的结果可以解释 GRBs 中光学辐射相对于 γ\gamma 射线/X 射线辐射的大滞后,例如 GRB~111209A。对于有前兆的 GRBs,我们的结果表明能量注入外激波,从而在主瞬时辐射相中可能出现多于一个的外反向激波。根据我们的模型,我们估算了 GRB~160625B 中第二次抛出喷出物的洛伦兹因子。

关键词

引用

@article{arxiv.1712.01077,
  title  = {External Shock in a Multi-Bursting Gamma-ray Burst: Energy Injection Phase induced by the Later Launched Ejecta},
  author = {Da-Bin Lin and Bao-Quan Huang and Tong Liu and Wei-Min Gu and Hui-Jun Mu and En-Wei Liang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1712.01077},
  year   = {2018}
}

备注

10 pages, 4 figures, accepted for publication in ApJ