磁星驱动气泡与伽马射线暴中准直外流的起源

我们模拟了新形成的快速旋转磁星风与周围超新星激波及宿主恒星之间的相互作用。动力学采用二维轴对称薄壳方程进行建模。在核心坍缩后的最初约 10-100 秒内，磁星在超新星激波后方膨胀出一个等离子体和磁场气泡。由于环向磁场的箍缩效应，气泡不对称地膨胀，这与脉冲星风云演化的类似问题一样。不对称程度取决于 E_mag/E_tot。E_mag/E_tot 的正确值尚不确定，因为相对论性风在大半径处磁能转化为动能存在不确定性；然而，我们认为新形成的磁星膨胀的气泡可能比其脉冲星对应物具有显著更高的磁化度。我们表明，当中心磁星提供的磁功率与总功率之比 L_mag/L_tot ~ 0.1 时，气泡相对球对称地膨胀。然而，当 L_mag/L_tot ~ 0.3 时，气泡中的大部分压力施加在旋转轴附近，驱动准直外流穿过宿主恒星。这可以解释从长持续时间伽马射线暴 (GRBs) 观测中推断出的准直性。随着年轻中子星冷却导致中微子驱动的质量损失减少，磁星外流在后期变得越来越磁主导。因此，我们提出磁星驱动的气泡最初相对球对称地膨胀，增强了相关超新星的能量，而在后期逐渐变得更加准直，从而产生 GRB。