光球过程的蒙特卡洛模拟

我们介绍了一个自行编写的蒙特卡洛（MC）代码，用于模拟光球过程并研究峰值能量以上的光球谱。我们的模拟采用光子与电子数比 $N_{\gamma}/N_{e} = 10^{5}$，该值由伽马射线暴（GRB）瞬时辐射的观测确定。我们搜索了详尽的参数空间，以确定光球过程能否匹配观测到的瞬时辐射高能谱。若不考电子再加热，我们确定产生观测高能谱的最佳条件是低光子温度与高光学深度。然而，对于这些模拟，谱峰值能量低于 300 keV 约一个数量级（$\sim 10$ 倍）。对于我们考虑的高光子温度与低光学深度情形，我们证明需要电子中的额外能量才能产生峰值能量以上的幂律谱。通过考虑光球附近的电子再加热，这些模拟的谱具有 $\sim \mbox{300 keV}$ 的峰值能量，以及延伸至至少 10 MeV 的幂律谱，其谱指数与瞬时辐射观测一致。我们还对不同的 $N_{\gamma}/N_{e}$ 值进行了模拟，并确定模拟结果对 $N_{\gamma}/N_{e}$ 非常敏感。最后，除了康普顿化黑体谱之外，我们还模拟了 $f_{\nu} \propto \nu^{-1/2}$ 快速冷却同步辐射谱的康普顿化。这些模拟的谱峰值在 $\sim 10^{4} \mbox{ keV}$，且在峰值能量以下为平谱 $f_{\nu} \propto \nu^{0}$。