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GRB 140619B:源自双中子星并合形成黑洞的短伽马射线暴

高能天体物理现象 2015-08-19 v4

摘要

我们证实存在两类均源自双中子星(NSs)并合的短伽马射线暴(GRBs):第一类各向同性等效能量 Eiso<1052E_{iso}<10^{52} erg,并合核心形成大质量中子星;第二类 Eiso>1052E_{iso}>10^{52} erg,导致黑洞(BH)形成。继原型暴 GRB 090227B 被识别后,我们展示了第二类短暴的新实例:GRB 140619B。通过对早期 0.2\sim0.2 s 的谱分析,我们推断出透明时刻(P-GRB)e+ee^+e^- 等离子体的观测温度 kT=(324±33)kT =(324\pm33) keV,理论推导的红移 z=2.67±0.37z=2.67\pm0.37,总爆发能量 Ee+etot=(6.03±0.79)×1052E^{tot}_{e^+e^-}=(6.03\pm0.79)\times10^{52} erg,静止系峰值能量 Ep,i=4.7E_{p,i}=4.7 MeV,以及重子负载 B=(5.52±0.73)×105B=(5.52\pm0.73)\times10^{-5}。我们还估算了相应的引力波辐射。另外两个第二类短暴实例被确认为 GRB 081024B 和 GRB 090510,后者以其精确测定的宇宙学距离而著称。我们表明,这两类短暴的余辉性质存在显著差异:导致黑洞形成的第二类暴在 P-GRB 辐射后始终表现出高能辐射;而导致大质量中子星形成的第一类暴则绝不应表现出高能辐射。我们还显示,两类暴均满足斜率为 γ=0.59±0.07\gamma=0.59\pm0.07Ep,iE_{p,i}--EisoE_{iso} 关系,其归一化常数与长暴的不同。此类第二类事件的发生率为 ρ0=(2.11.4+2.8)×104\rho_0=\left(2.1^{+2.8}_{-1.4}\right)\times10^{-4}Gpc3^{-3}yr1^{-1}

关键词

引用

@article{arxiv.1412.1018,
  title  = {GRB 140619B: a short GRB from a binary neutron star merger leading to black hole formation},
  author = {R. Ruffini and M. Muccino and M. Kovacevic and F. G. Oliveira and J. A. Rueda and C. L. Bianco and M. Enderli and A. V. Penacchioni and G. B. Pisani and Y. Wang and E. Zaninoni},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1412.1018},
  year   = {2015}
}

备注

14 pages, 13 figures, ApJ in press