对 GRB 喷流几何结构与相对论激波物理的新约束
高能天体物理现象
2014-02-04 v1
摘要
我们利用 Swift GRB120404A 从伽马射线到射电波段的高质量多波段观测数据，结合 van Eerten 等人 (2012) 的新流体动力学代码，检验了标准同步辐射激波模型。射电和光学余辉的演化（包括在 t_rest 260-2600 秒处显著的光学再增亮）可以通过一个在喷流边缘附近观测到的减速喷流，并结合早期的激波再能量化过程，得到极好的模拟。因此，我们将喷流几何结构约束为半张角和观测角分别为 23 度和 21 度，并提出在伽马射线暴 (GRB) 中，离轴观测到的宽喷流可能比先前认为的更为普遍。我们还推导出了火球微观物理参数 epsilon_B=2.4e-4 和 epsilon_e=9.3e-2，以及爆周环境密度 n=240 cm^-3。能够以这种方式自洽地模拟微观物理参数和喷流几何结构，提供了一种替代方案，避免了试图在晚期识别难以捉摸的标准喷流拐折。观测到的 X 射线流量与模型预测值之间的不匹配，可以通过同步辐射模型中的局部冷却近似而非全局冷却近似来解释，这约束了发生在相对论激波中的粒子加速微观物理，进而强调了在未来理论模型发展中需要更真实的冷却处理。最后，我们将光学峰值解释为前向激波同步辐射频率通过所致，这突显了高质量多波段数据的重要性，以防止将某些光学峰值错误地归因于火球减速的开始。
引用
@article{arxiv.1311.4340,
title = {New constraints on GRB jet geometry and relativistic shock physics},
author = {C. Guidorzi and C. G. Mundell and R. Harrison and R. Margutti and V. Sudilovsky and B. A. Zauderer and S. Kobayashi and A. Cucchiara and A. Melandri and S. B. Pandey and E. Berger and D. Bersier and V. D'Elia and A. Gomboc and J. Greiner and J. Japelj and D. Kopac and B. Kumar and D. Malesani and C. J. Mottram and P. T. O'Brien and A. Rau and R. J. Smith and I. A. Steele and N. R. Tanvir and F. Virgili},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.4340},
year = {2014}
}
备注
21 pages, 8 figures, 7 tables, accepted to MNRAS