伽马射线暴喷流的磁流体动力学模拟：超越前身星
高能天体物理现象
2011-03-28 v3 星系天体物理
摘要
伽马射线暴（GRB）余辉光变曲线中的消色差拐点自然出现，前提是喷流的洛伦兹因子γ与张角Θ_j的乘积在余辉阶段开始时（即瞬时辐射结束后不久）满足(γ Θ_j) >> 1。准直GRB喷流的磁流体动力学（MHD）模拟通常给出(γ Θ_j) <~ 1，表明MHD模型可能与喷流拐点不一致。我们在坍缩星框架下工作，并使用轴对称相对论性MHD模拟来探索有限恒星包层对喷流结构的影响。我们的理想化模型将喷流-包层界面视为准直刚性壁，该壁在恒星外部打开以模拟准直的丧失。我们发现，去约束的开始会引起加速爆发，并伴随张角的轻微增大。在我们的基准模型中，恒星半径等于中心致密天体半径的10^4.5倍，喷流在恒星外部远处达到渐近洛伦兹因子γ ~ 500和渐近张角Θ_j ~ 0.04弧度（约2度），从而得到(γ Θ_j) ~ 20。这些值与典型长暴GRB的观测一致，并解释了喷流拐点的出现。我们提供了能很好描述数值结果的近似解析解。
引用
@article{arxiv.0909.0011,
title = {Magnetohydrodynamic Simulations of Gamma-Ray Burst Jets: Beyond the Progenitor Star},
author = {Alexander Tchekhovskoy and Ramesh Narayan and Jonathan C. McKinney},
journal= {arXiv preprint arXiv:0909.0011},
year = {2011}
}
备注
Accepted to New Astronomy. 7 pages, 3 figures.