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GRB 090510:源于双中子星并合形成 Kerr-Newman 黑洞的真正短伽马射线暴

高能天体物理现象 2016-11-08 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

在并合双中子星的新分类中,我们将短伽马射线暴分为两个子类。其中 Eiso1052E_{iso}\lesssim10^{52} erg 的并合形成大质量中子星,被称为短伽马射线闪。最硬的、Eiso1052E_{iso}\gtrsim10^{52} erg 的并合形成黑洞,被称为真正的短伽马射线暴。在火壳模型中,S-GRB 表现出三种不同的成分:在自加速重子-e+ee^+e^- 等离子体的透明度处观测到的 P-GRB 辐射;源于加速重子与周围介质相互作用的瞬时辐射;在 P-GRB 之后观测到的高能辐射,表明了黑洞的形成。GRB 090510 首次提供了形成 Kerr 黑洞或可能是 Kerr-Newman 黑洞的证据。其 P-GRB 谱可以通过热谱的卷积来拟合,其起源可追溯至轴对称的双极环。新生黑洞的大角动量值与该 S-GRB 的巨大能量一致,其在 1--10000 keV 范围内达到 Eiso=(3.95±0.21)×1052E_{iso}=(3.95\pm0.21)\times10^{52} erg,在 0.1--100 GeV 范围内达到 ELAT=(5.78±0.60)×1052E_{LAT}=(5.78\pm0.60)\times10^{52} erg,这是 S-GRB 中有史以来观测到的最高能的 GeV 辐射。我们根据火壳理论推导出的理论红移 zth=0.75±0.17z_{th}=0.75\pm0.17 与光谱测量值 z=0.903±0.003z=0.903\pm0.003 一致,表明了理论方法的自洽性。所有 S-GRB 在位于 Fermi-LAT 视场内时都表现出 GeV 辐射,而 S-GRF 则从未表现出此辐射。GeV 辐射似乎是 GRB 中黑洞形成的判据,这得到了它们观测到的总能量的证实。

关键词

引用

@article{arxiv.1607.02400,
  title  = {GRB 090510: a genuine short-GRB from a binary neutron star coalescing into a Kerr-Newman black hole},
  author = {R. Ruffini and M. Muccino and Y. Aimuratov and C. L. Bianco and C. Cherubini and M. Enderli and M. Kovacevic and R. Moradi and A. V. Penacchioni and G. B. Pisani and J. A. Rueda and Y. Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1607.02400},
  year   = {2016}
}

备注

23 pages, 11 figures, this version is accepted on ApJ