来自洛伦兹提升模拟参考系的伽马射线暴余辉光变曲线与喷流拐折形状
摘要
由于高外流洛伦兹因子，使用二维流体动力学模拟在数值上解析伽马射线暴（GRB）余辉喷流一直非常困难。通过在提升参考系中进行模拟，可以从数值计算的流中足够详细地计算光变曲线，从而准确量化喷流拐折的形状和拐折后光变曲线的变陡程度。我们研究了张角为 theta_0 = 0.05、0.1 和 0.2 弧度的喷流在恒定密度介质中减速时的喷流拐折，观测角度 (theta_obs) 范围从轴上到喷流边缘。我们提出了一组标度不变函数，描述同步辐射谱拐折频率和峰值流量的时间演化，仅依赖于 theta_0 和 theta_obs，足以重建任意爆炸能量、爆周密度和同步辐射斜率 p 的光变曲线。我们将光变曲线与使用锐利拐折和平滑过渡的拟合函数进行了比较，证实测得的喷流拐折时间可能因 theta_obs 而延迟。我们发现，跨越喷流拐折的时间指数差异大于理论预期，导致拐折后的斜率约为 0.25 - 1.3 p，足够陡峭以至于难以与 Swift 样本测得的拐折后斜率相协调，这表明大多数 Swift GRB 并非在均匀介质中爆炸，或者喷流拐折被额外的物理过程（如持续的能量注入或观测角度效应）所掩盖。光变曲线以及谱拐折和峰值流量演化函数将在 http://cosmo.nyu.edu/afterglowlibrary 公开提供。
引用
@article{arxiv.1209.1985,
title = {Gamma-ray burst afterglow light curves from a Lorentz-boosted simulation frame and the shape of the jet break},
author = {Hendrik van Eerten and Andrew MacFadyen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.1985},
year = {2015}
}
备注
17 pages, 12 figures. ApJ accepted. Arxiv update contains some minor corrections, plus correction of absolute flux levels in tables and Figs 3ab,5, 9, 11. Also added a discussion of transition duration of jet breaks