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GRB 211211A:强磁场环境下的长寿命中心引擎

高能天体物理现象 2022-08-09 v2

摘要

近来,一个与千新星成协的伽马射线暴(GRB 211211A)引起了广泛关注,其光变曲线由前兆(\sim0.2 s)、硬尖峰辐射(\sim10 s)与软长延展辐射(\sim40 s)组成。千新星成协可证明其并合起源,而前兆的探测可用于推断并合中至少涉及一颗高度磁化的中子星(NS)。在此情形下,预期有强磁通量 Φ\Phi 环绕 GRB 211211A 的中心引擎。本文提出,当 Φ\Phi 足够大时,吸积流可能在远离最内稳定半径处被阻挡,这将显著延长吸积过程的寿命,进而延长 GRB 的持续时间。例如,我们表明只要中心黑洞(BH)被强磁通量 Φ1029cm2G\Phi\sim 10^{29}\rm cm^{2}G 环绕,初始吸积率 M˙ini0.1Ms1\dot{M}_{\rm ini} \simeq 0.1 M_\odot s^{-1} 的吸积流便可在 40 倍引力半径处被阻挡,并以 \sim10 s 量级缓慢落入黑洞,这自然解释了硬尖峰辐射的持续时间。在大部分盘质量被吸积到 BH 上之后,流入率将降低,因此当磁场与吸积电流在更大半径处重建新的平衡时,预期会出现长而软的延展辐射。我们的结果进一步支持 GRB 211211A 的特殊行为主要源于其前身星的强磁场。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.05031,
  title  = {GRB 211211A: a Prolonged Central Engine under a Strong Magnetic Field Environment},
  author = {He Gao and Wei-Hua Lei and Zi-Pei Zhu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.05031},
  year   = {2022}
}

备注

ApJL published version