长暴与短暴中的回落盘
摘要
我们针对与伽马射线暴(GRB)相关的回落盘进行了含时数值计算,在这些回落盘中,环绕为GRB喷流提供能量的黑洞(BH)的物质盘调节了质量流,从而调节了喷流的强度。假设在 progenitor 附近初始存在小质量物质 <10^{-4} msun,其圆化半径约为 ~10^{10}-10^{11} cm,则不可避免的后果是形成一个“外盘”,其外边缘由于角动量传输和缺乏约束力矩而不断向更大半径移动。对于长暴,如果初始回落盘中的质量分布反映了 progenitor 包层的分布,那么半径 ~10^{11} cm 给出的X射线平台时标约为 ~10^4 s。在晚期时刻 t>10^7 s,盘中冷却前沿导致的变陡可能在GRB 060729中有观测支持。对于短暴,预期大部分质量初始位于小半径 <10^8 cm 处;然而,即使存在极少量(约 ~10^{-9} msun)的高角动量物质,也能在光变曲线中产生一个短暂的平台。通过研究GRB X射线衰减中的平台(该平台在瞬时辐射之后可持续长达约 ~10^4 s),Dainotti 等人发现在平台结束时的X射线光度与平台持续时间之间存在明显的反比关系。我们表明,这种关系可能仅仅反映了这样一个事实,即人们存在观测选择效应而难以探测到微弱平台,因此更倾向于对能量更高的GRB进行采样。然而,如果回落质量中存在一个标准储库,我们的模型可以重现这种X射线光度-持续时间反比关系。我们强调,我们不处理瞬时辐射之后紧接着的非常陡峭的初始衰减,Lindner 等人已将其建模为 progenitor 核心的回落,这可能涉及 > 1 msun 的吸积。
引用
@article{arxiv.1104.0456,
title = {Fall-Back Disks in Long and Short GRBs},
author = {J. K. Cannizzo and E. Troja and N. Gehrels},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.0456},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 6 figures, to appear in the Astrophysical Journal, May 10, 2011, v. 732