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极高能费米伽马射线暴遵循谱能相关性

高能天体物理现象 2010-02-10 v3 宇宙学与河外天体物理

摘要

极高能的费米伽马射线暴 GRB 080916C(其在 1 keV - 10 GeV 范围内的各向同性等效能量 EisoE_{\rm iso} 约为 105510^{55} erg,并具有强烈的 GeV 发射)和 GRB 090323 为我们提供了一个独特的机会来检验谱能相关性的可靠性和外推性。基于 Konus/WIND 和费米卫星的谱测量,我们发现这两个事件完全符合更新后的(截至 2009 年 4 月共 95 个事件)Ep,iE_{\rm p,i} - EisoE_{\rm iso} 相关性,从而进一步确认并扩展了该相关性,并反驳了在极高能量处可能存在平坦化或色散增大的观点。这也表明,异常明亮和硬谱的伽马暴的发射背后的物理机制与较软和较弱的伽马暴相同。此外,我们发现,通过考虑这两个伽马暴以及由费米/GBM 精确测量了 Ep,iE_{\rm p,i} 的其他长暴所得到的相关性归一化,与其他仪器(例如 BeppoSAX、Swift、Konus-WIND)得到的结果完全一致,这表明该相关性并未受到探测器有限阈值和能带的显著影响。受 GRB 080916C 能谱延伸到数个 GeV 且没有过量或截断的启发,我们还研究了在通常采用的 1 keV - 10 MeV 能带中评估 EisoE_{\rm iso} 是否可能使 Ep,iE_{\rm p,i} - EisoE_{\rm iso} 相关性产生偏差并导致其色散。通过计算从 1 keV 到 10 GeV 的 EisoE_{\rm iso},相关性的斜率变得略微平坦,而其色散没有显著变化。最后,我们发现 GRB 080916C 也符合由它推导出的其他大多数谱能相关性,但 Ep,iE_{\rm p,i} - EisoE_{\rm iso} - tbt_{\rm b} 相关性可能是个例外。

关键词

引用

@article{arxiv.0907.0384,
  title  = {Extremely energetic Fermi Gamma-Ray Bursts obey spectral energy correlations},
  author = {L. Amati and F. Frontera and C. Guidorzi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0907.0384},
  year   = {2010}
}

备注

9 pages, 5 figures, final revised version accepted for pubblication in Astronomy & Astrophysics (main Journal)