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与伽马射线暴相关的重元素核合成

高能天体物理现象 2023-08-02 v1

摘要

千新星是一类新颖的天体物理暂现源,也是宇宙中唯一经观测确认的快速中子俘获核合成(r-过程)场所。迄今为止,仅探测到少数千新星,其中仅有一次光谱观测事件(AT 2017gfo)。AT 2017gfo 的光谱为比铁更重元素的形成提供了证据;然而,这些光谱是在前约 10 天内收集的,当时轻 r-过程元素的辐射主导了观测。重元素若被合成,预计将塑造千新星的晚期演化,超出我们拥有光谱观测的相位。在此,我们呈现了在伽马射线暴 GRB 230307A 之后一个快速变红的热暂现源的光谱观测。早期(2.4 天)光学光谱确认了热(T ~ 6700 K)热连续谱的存在。到 29 天时,该成分已显著膨胀并冷却(T ~ 640 K),但仍保持光学厚,表明存在高不透明度抛射物。我们表明,这些性质只能由致密天体并合解释,并进一步使我们推断出重镧系元素的产生。我们识别出若干光谱特征(吸收与发射均有),其成因可由新合成的重元素解释。该事件标志着第二次记录到的 r-过程元素合成的光谱证据,也是首次在如此晚的时期观测到。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.00633,
  title  = {Heavy element nucleosynthesis associated with a gamma-ray burst},
  author = {James H. Gillanders and Eleonora Troja and Chris L. Fryer and Marko Ristic and Brendan O'Connor and Christopher J. Fontes and Yu-Han Yang and Nanae Domoto and Salma Rahmouni and Masaomi Tanaka and Ori D. Fox and Simone Dichiara},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.00633},
  year   = {2023}
}

备注

41 pages, 11 figures, 4 tables. Submitted - comments welcome!