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GRB 170817A作为离轴观测的刷新激波余辉

高能天体物理现象 2020-08-26 v2

摘要

向产生伽马射线暴(GRB)余辉的外激波系统注入能量可导致辐射再增亮。本文我们研究再增亮刷新激波余辉的离轴视角。我们发现,当从喷流张角外观测时,余辉光变曲线可能表现为缓慢上升或长平台,其最大流量由系统总能量决定。利用与引力波探测到的双中子星并合GW170817相关的GRB170817A宽带余辉数据,我们表明带有简单顶帽喷流的刷新激波模型可以重现观测到的余辉特征。我们考虑两种特定的刷新激波模型:单次能量注入;以及连续能量注入时段。最佳拟合模型参数给出的喷流张角,对于我们的第一或第二个模型分别为θj=5.20.6+1.1 \theta_j=5.2^{+1.1}_{-0.6}~ 6.31.1+1.7~6.3^{+1.7}_{-1.1}度,视线倾角ι=16.01.1+3.4 \iota=16.0^{+3.4}_{-1.1}~ 17.82.9+4.5~17.8^{+4.5}_{-2.9}度,初始各向同性等效动能E1=(0.30.3+3.5 E_1 = (0.3^{+3.5}_{-0.3}~ 0.50.2+6.7)×1052~0.5^{+6.7}_{-0.2})\times10^{52}erg,以及总/最终刷新激波能量Etotal=(0.420.4+5.6 E_{\rm total}=(0.42^{+5.6}_{-0.4}~ 1.260.7+18.2)×1053~1.26^{+18.2}_{-0.7})\times10^{53}erg。第一个模型拟合偏好初始体洛伦兹因子Γ0,1<60\Gamma_{0,1}<60,其较低中心值为Γ0,1=19.5\Gamma_{0,1}=19.5,表明在此情形下轴上喷流可能是一个“失败GRB”。或者,我们的第二个模型与轴上观测者看到的明亮GRB一致,其Γ0,1=162.2122.1+219.7\Gamma_{0,1}=162.2^{+219.7}_{-122.1}。由于低洛伦兹因子或喷流张角处于θjι/3\theta_j\sim\iota/3,两个模型均无法重现GRB170817A中观测到的γ\gamma射线辐射,因此这需要诸如茧激波穿出等替代解释。

关键词

引用

@article{arxiv.2005.12426,
  title  = {GRB 170817A as a Refreshed Shock Afterglow viewed off-axis},
  author = {Gavin P. Lamb and Andrew J. Levan and Nial R. Tanvir},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2005.12426},
  year   = {2020}
}

备注

14 pages, 6 figures - Version accepted for publication in ApJ. Analysis now includes two refreshed shock models and expanded discussion