轴外伽马射线暴的光变曲线与能谱

如果伽马射线暴瞬时辐射起源于一个典型半径，且产生辐射的物质以相对论速度运动，则所得光变曲线的变异性取决于视角。这是因为脉冲演化时间尺度被多普勒压缩，而脉冲间隔则没有。对于轴外视角$\theta_{\rm view} \gtrsim \theta_{\rm jet} + \Gamma^{-1}$，脉冲增宽显著抹平了光变曲线的变异性。这在很大程度上与几何和辐射过程无关。为探索一个具体情形，我们建立了一个单脉冲的简单模型，假设脉冲的上升和衰减由壳层曲率效应主导。我们表明，轴外观测到的此类脉冲相对于轴上观测到的同一脉冲具有：(i)更宽，(ii)更软，(iii)不同的硬度-强度相关性。对于每种效应，我们给出了直观的物理解释。然后我们展示了由脉冲叠加构成的合成光变曲线如何随视角增大而变化。我们发现高变异性光变曲线（如轴上所见）由于脉冲重叠变得平滑且表观上单脉冲（轴外所见）。为检验此事实的相关性，我们估计了Swift可探测的轴外伽马射线暴的比例作为红移的函数，发现邻近（$z<0.1$）暴中有相当比例（10%至80%）是以$\theta_{\rm view} \gtrsim \theta_{\rm jet} + \Gamma^{-1}$观测到的。基于这些结果，我们认为低光度伽马射线暴与作为轴外观测的普通暴相一致。