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磁星巨耀发起源的 GRB 200415A:暂现 GeV 辐射、时间分辨的 $\rm E_p~ -~L_{iso}$ 关联及其启示

高能天体物理现象 2021-11-17 v2

摘要

巨耀发(GFs)是软伽马射线重复暴(SGRs)释放巨量能量于不足一秒内的罕见爆发。这些 SGR-GF 或 GF 候选体的余辉辐射是辨别其成分、相对论速度和发射机制的有益手段。GRB 200415A 是最近一个在方向上与 3.5 Mpc 处邻近的玉夫座星系重合的 GF 候选体。本工作中,我们搜寻了 Fermi-LAT 在 GRB 200415A 方向上过往观测中的暂现伽马射线辐射。这些观测确认 GRB 200415A 仅一次被观测为暂现 GeV 源。纯电子对等离子体火球无法为 GeV 余辉辐射的解释提供所需能量,还需富重子外流来解释余辉辐射。富重子外流亦可行,因为若耗散通过光球层下的内激波发生,其可解释瞬时辐射的变异性与观测到的准热谱。利用时间分辨瞬时辐射谱的峰值能量(EpE_p)及其通量(FpF_p),我们发现 GRB 200415A 的 EpE_pFpF_pEpE_p 与各向同性光度 LisoL_{\rm iso} 之间的关联。这支持了 SGRs-GFs 中发现的 EpE_p-EisoE_{\rm iso} 关联的内禀性,从而倾向于富重子外流。我们的结果还表明初始尖峰期间存在不同机制,且该外流中瞬时辐射谱性质的演化本质上源于注入过程。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.10822,
  title  = {Magnetar Giant Flare Originated GRB 200415A: Transient GeV emission, Time-Resolved $\rm E_p~ -~L_{iso}$ Correlation, and Implications},
  author = {Vikas Chand and Jagdish C. Joshi and Rahul Gupta and Yu-Han Yang and Dimple and Vidushi Sharma and Jun Yang and Manoneeta Chakraborty and Jin-Hang Zou and Lang Shao and Yi-Si Yang and Bin-Bin Zhang and S. B. Pandey and Ankush Banerjee and Eman Moneer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.10822},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted for publication in RAA