长伽马射线暴喷流传播产生的引力波

伽马射线暴（GRBs）产生于超相对论性喷流的传播过程中。由于介质的高不透明度，研究靠近中心源的喷流具有挑战性。本文中，我们给出相对论性喷流穿过与长GRB相关的、具有大质量的剥离包层恒星，穿出恒星并加速进入星周介质的数值模拟。我们计算了喷流穿过恒星与星周介质传播所产生的引力波（GW）信号。我们表明，喷流传播的关键参数可由GW信号直接确定。该信号呈现第一个峰值（对应喷流持续时间）与第二个峰值：对于位于靠近喷流轴处的观测者，第二个峰值对应穿出时间（进而依赖于恒星尺寸）；对于离轴观测者，则对应大得多的时间（对应加速阶段结束）。我们还表明，第一个峰值之前及附近的GW信号斜率追踪了喷流光度历史与前身星结构。GW信号的振幅为 $h_+D \sim$ 数百至数千厘米。尽管该信号对河外源而言超出当前GW探测器的可探测范围，但可被BBO、DECIGO和ALIA等未来仪器探测到。我们的结果说明，未来对GRB喷流相关GW的探测可能代表我们对这一现象理解的革命。