超大质量恒星坍缩产生的硬X射线暴

宇宙中最早的一批恒星可能非常巨大，质量可达 $10^6M_\odot$。它们会留下大质量黑洞，这些黑洞可作为种子，成长为活动星系核的超大质量黑洞。鉴于预期的快速自转，这类恒星将以超大质量坍缩星的形式终结其生命，并驱动强大的磁主导喷流。本文研究了观测到类似于与普通坍缩星相关的长伽马射线暴的高能辐射暴的可能性。我们表明，在超大质量坍缩星坍缩过程中，Blandford-Znajek 机制可以产生功率高达 $10^{51}$ 尔格/秒的喷流，并释放高达 $10^{56}$ 尔格的黑洞旋转能量。由于更高的本征时间尺度和更高的红移，暴的初始明亮阶段可持续约 $10^5$ 秒，而中心引擎将保持活跃约 10 天。由于高红移，暴的预期能谱较软，谱能量分布在约 60 keV 处达到峰值。峰值总通量密度相对较低，约为 $10^{-7}$ 尔格·厘米$^{-2}$·秒$^{-1}$，但并非不可观测。此类事件的发生率很低，约为 0.03 年$^{-1}$，观测需要长期计划，并可在未来进行。