伽马射线暴喷流发射的理想引擎持续时间

旨在研究伽马射线暴 (GRB) 引擎持续时间，我们提出了数值模拟以研究坍缩星 (collapsar) 喷流。我们考虑了典型的爆炸能量 ($10^{52}$ erg)，但在迄今为止最宽的范围内（从 0.1 到 100 s）采用了不同的引擎持续时间。我们使用了一种自适应网格细化 (AMR) 二维流体动力学代码。我们的结果表明，引擎持续时间强烈影响喷流性质。我们表明，发射和准直相对论性外流的效率随引擎持续时间增加而提高，直到达到中间引擎范围时效率最高；超过此点进入长引擎范围后，趋势略有逆转；我们将加速度和准直程度最高的这一点称为“最佳点” (sweet spot, $\sim$10 -- 30 s)。此外，喷流能量通量表明，在该持续时间域内变异性也很高。我们认为，并非所有引擎持续时间都能产生准直的、相对论性的且多变量的长 GRB 喷流。考虑到典型的 progenitor 和引擎能量，我们得出结论，重现长 GRB 的理想引擎持续时间约为 10 -- 30 s，此时有利于发射相对论性、准直且多变量的喷流。我们注意到，这一持续时间域与 Lazzati 等人 (2013) 的研究建立了良好的联系，后者提出 BATSE 观测到的大部分长 GRB 由持续时间约 10 -- 20 s 的坍缩星引擎提供动力。