低光度伽马射线暴的多波段辐射模型及其对超高能宇宙射线的启示
高能天体物理现象
2022-03-28 v3
摘要
我们研究低光度伽马射线暴(ll-GRBs)的暴发阶段作为甚高能(VHE)伽马射线与超高能宇宙射线(UHECRs)的潜在源。在内部激波模型中，我们为相对论性外流选择参数，使得我们的代表性事件具有与GRB 980425、100316D与120714B相似的观测性质，并在轻子同步自康普顿情形下自洽计算完整的谱与时间性质。为探究逆康普顿辐射可能导致GeV--TeV范围峰值的条件，我们改变供给磁场的内部能量比例。进一步，我们确定UHECR原子核可达最大能量，并通过与河外伽马射线背景比较推导重子加载/典型时长的约束。我们发现ll-GRBs是多波段研究的潜在目标，且处于成像大气切伦科夫望远镜(IACTs)与光学/UV仪器的可及范围。对于可比的亚MeV发射与相似的外流动力学演化，弱(强)磁场在VHE波段诱导高(低)通量、在光学波段诱导低(高)通量。VHE发射可能被靠近中心引擎的吸收或红移时与河外背景光的相互作用抑制。对于UHECRs，若磁能密度大(且VHE分量相应弱)，铁核(质子)的最大能量可高达~GeV (~GeV)。这些高能量通过在我们多区模型中解耦UHECR与伽马射线的产生区域而成为可能。最后，我们发现与ll-GRBs起源UHECR所需的能量预算基本一致。
引用
@article{arxiv.2107.04612,
title = {Multi-wavelength radiation models for low-luminosity GRBs, and the implications for UHECRs},
author = {Annika Rudolph and Željka Bošnjak and Andrea Palladino and Iftach Sadeh and Walter Winter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.04612},
year = {2022}
}
备注
Version accepted for publication in MNRAS