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原磁星喷流中加速核衰变产生的伽马射线辐射

高能天体物理现象 2025-06-10 v2

摘要

我们研究了来自磁旋转核心坍缩超新星中相对论性外流所合成的不稳定核的放射性衰变产生的伽马射线辐射的可探测性。观测到的谱线由于洛伦兹 boost 而具有增强的能量,并且由于静止系半衰期的时间膨胀效应,也可以在更晚的时间被观测到。我们发现,像 e-ASTROGAM 和 INTEGRAL/SPI 这样的仪器在 10 kpc 的距离上,在数十天的时间尺度内,对这些从数百 keV 到数十 MeV 的 boost 谱线敏感。在有利的观测角度下,这些衰变可以在快速旋转的原磁星模型中被探测到河外距离。另一方面,对于偏离轴线的喷流,即使对于银河系中心的超新星,探测也具有挑战性。在反弹后约 10 天内测量多条衰变谱线以及积分光度,将能够区分不同模型并揭示中心引擎的性质,如磁场和自转。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.07888,
  title  = {Gamma-ray emission from decays of boosted nuclei in protomagnetar jets},
  author = {Sean Heston and Nick Ekanger and Shunsaku Horiuchi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.07888},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 8 figures, 3 tables; accepted for publication in PRD