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磁化反向激波:密度涨落诱导的磁场畸变、偏振度降低及其在伽马射线暴中的应用

高能天体物理现象 2017-08-09 v2

摘要

若干伽马射线暴(GRBs)的早期光学余辉辐射显示出高达数十 percent 的高线偏振度(PD),表明辐射区域存在有序磁场。光变曲线与反向激波(RS)起源一致。然而,喷流的磁化参数 σ\sigma 未知。如果 σ\sigma 太小,RS中的有序磁场可能由于各种扰动驱动的湍流而迅速随机化,从而PD可能不如观测到的那么高。此处我们使用“Athena++”相对论磁流体力学代码模拟具有有序磁场的相对论性喷流在团块状环境介质中传播,重点研究对于不同 σ\sigma 值,密度涨落如何畸变有序磁场并降低RS辐射的PD。对于给定的密度涨落,我们发现相对PD降低与喷流 σ\sigma 值之间存在清晰的幂律关系。这种关系可应用于利用早期余辉的偏振数据估算GRB喷流的 σ\sigma

关键词

引用

@article{arxiv.1704.03468,
  title  = {Magnetized Reverse Shock: Density-fluctuation-induced Field Distortion, Polarization Degree Reduction, and Application to GRBs},
  author = {Wei Deng and Bing Zhang and Hui Li and James M. Stone},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1704.03468},
  year   = {2017}
}

备注

6 pages, 4 figures, matching the publication version of ApJL