来自核心坍缩超新星期间磁星自旋的磁化相对论性喷流和长时标伽马射线暴
高能天体物理现象
2015-05-13 v1
摘要
我们使用理想轴对称相对论磁流体动力学模拟，计算了在核心坍缩超新星(SN)爆发期间，一颗新形成的毫秒、B ~ 10^{15} G磁星的自旋及其与周围恒星包层的相互作用。根据冷却中子星大气的热性质以及星风与周围恒星的相互作用，自洽地确定了中子星损失的质量、角动量和旋转能。磁星将相对论性磁化星风驱动到由向外传播的超新星激波产生的空腔中。对于高自旋功率(~ 10^{51}-10^{52} erg/s)，磁星星风在几乎所有纬度上都处于超快磁声速状态；而对于较低的自旋功率(~ 10^{50} erg/s)，星风处于亚快磁声速但仍是超阿尔文速状态。在所有情况下，尽管中子星与恒星包层之间存在因果联系，中子星损失质量、角动量和能量的速率与相应的自由星风值非常相似(差异<~ 30%)。此外，在我们考虑的所有情况下，磁星都沿着恒星的旋转轴驱动出一束准直的(~5-10度)相对论性喷流。中子星几乎所有的自旋功率都通过这个极向喷流逃逸，而不是转移到更球形的超新星爆发中。这个相对论性喷流的特性及其在磁星模型中预期的晚期演化，与长时标伽马射线暴(GRB)及其相关的宽谱线Ic型超新星的观测结果大体一致。
引用
@article{arxiv.0901.3801,
title = {Magnetized Relativistic Jets and Long-Duration GRBs from Magnetar Spindown during Core-Collapse Supernovae},
author = {N. Bucciantini and E. Quataert and B. D. Metzger and T. A. Thompson and J. Arons and L. Del Zanna},
journal= {arXiv preprint arXiv:0901.3801},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 7 figures, submitted to MNRAS