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伽马射线暴中的巨型 X 射线与光学凸起:回落吸积模型的证据

高能天体物理现象 2021-01-13 v1

摘要

专用探测器的成功运行为我们理解伽马射线暴(GRBs)的中心引擎与前身星提供了宝贵信息。例如,在一些长时标伽马射线暴(如 GRB 121027A 和 GRB 111209A)中发现的巨型 X 射线与光学凸起意味着某些延长的中心引擎活动(如晚期 X 射线耀发)很可能源于前身星包层物质的回落。在此,我们系统性地从 Swift 伽马射线暴样本中搜寻包含巨型 X 射线或光学凸起的长伽马射线暴,最终找到 19 个新的可能候选体。回落吸积模型能在合理参数空间内很好地解释所有候选体的 X 射线与光学凸起。六个在 X 射线与光学观测中同时呈现凸起特征的候选体,当将 X 射线通量按一个数量级缩放至光学波段时可同时被很好拟合,符合标准 Fνν1/3F_{\nu}\propto\nu^{1/3} 同步辐射谱。典型回落半径分布在 1010101210^{10}\rm-10^{12} cm 附近,与 Wolf-Rayet 星的典型半径一致。峰值回落吸积率在 1011104M s1\sim 10^{-11}-10^{-4}M_{\odot} \ \text{s} ^{-1}(时刻 102105 s\sim10^{2}- 10^{5}~\rm s)范围内,只要前身星金属丰度不太高便相对容易满足。结合我们所发现的样本,未来对不同质量、金属丰度和角动量分布前身星的物质供给率研究将有助于更好地约束长伽马射线暴的前身星性质。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.12036,
  title  = {Giant X-ray and optical Bump in GRBs: evidence for fall-back accretion model},
  author = {Litao Zhao and He Gao and WeiHua Lei and Lin Lan and Liangduan Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.12036},
  year   = {2021}
}

备注

accepted for publication by ApJ