星周物质中的伽马射线暴喷流：动力学、冲破与暂现源的多样性

近期观测表明，剥离包层核坍缩超新星通常被致密的星周物质（CSM）包围。受此启发，我们发展了一个解析模型，以系统研究长伽马射线暴（LGRB）喷流在各种 CSM 环境中的传播动力学。我们导出了适用于牛顿、相对论及中间区域的喷流头部速度（$\beta_{\rm h}$）与冲破时间（$t_{\rm b}$）的一般表达式，并考虑了先前未被识别的对 $1 - \beta_{\rm h}$ 的依赖关系。我们的结果突出了大质量恒星中（$\beta_{\rm h}\ll 1$）与延展 CSM 中（$1-\beta_{\rm h}\ll 1$）喷流传播之间的根本区别。我们建立了喷流的解析成功/失败判据，并用喷流与 CSM 参数表示，揭示了其对 CSM 半径的强依赖性。为了量化喷流-茧系统的相对论性质，我们引入了能量加权本征速度 $\overline{\Gamma\beta}$。我们确定了三种可能的喷流结果—— 成功喷流（$\overline{\Gamma\beta} \sim 10-100$）， 勉强失败喷流（$\overline{\Gamma\beta} \sim 1$），以及 完全失败喷流（$\overline{\Gamma\beta} \sim 0.1$）——并约束了它们各自的喷流/CSM 参数空间。我们表明，在 与 中，大 CSM 半径可通过茧冷却辐射产生明亮的快速蓝色光学暂现源。这一理论框架为未来理解 LGRB、中等伽马射线暴、低光度 LGRB 及其环境之间联系的观测与理论研究提供了基础。