任意观测角下的广义紧致性极限

一个 γ 射线源必须对对产生具有有限的光深。这一简单条件称为紧致性，意味着伽马射线暴（GRBs）必须涉及高度相对论性运动（Γ ≳ 100），从而给出了关于其性质的首要也是最重要的线索。迄今为止，该条件是在假设 γ 射线源被轴上观测（即由位于相对论性源束流锥内的观测者）讨论的。最近，随着弱短伽马射线暴 170817A 的探测，关于某些 γ 射线源被轴外观测的可能性的广泛兴趣兴起。我们在此将紧致性形式体系推广到任意观测角，并考虑若干可能的 opacity 过程与 γ 射线能谱。我们发现，对于给定的可观测量（峰值光度、时间变率与能谱），最小洛伦兹因子 Γ_min 如预期般由轴上观测者给出。更显著的是，我们发现紧致性还规定了最大观测角 θ_max ≃ 1/2Γ_min。我们的极限意味着常规 GRB 的允许观测角极小（≲10^{-2} rad），使得它们被轴外观测的可能性极低。对于 GRB 170817A，我们确认了早先排除观测到的 γ 射线由轴上观测者作为常规短 GRB 看到的可能性的结果。短 GRB 150101B 也曾被建议为轴外事件。我们展示其最大观测角 ≲0.05 rad，这与轴外模型不一致。最后我们表明，对于低光度 GRB，紧致性本身不排除轴外模型，但结合其他考量后该选项被强烈否定。