伽马射线暴引擎中的元素核合成

我们考虑由大质量旋转恒星坍缩或致密双星并合驱动的伽马射线暴 (GRB) 中心引擎。该引擎是一个高温高密度的吸积盘，由自由核子、电子 - 正电子对和氦组成，并通过中微子发射冷却。内盘主体中显著的中子数密度为 GRB 外流或喷流中的富中子等离子体提供了条件。如果吸积率较大，氦会在内盘中合成，而重核也会在距离黑洞 150-250 $r_{g}$ 以外的外盘中形成。我们研究了 GRB 引擎中的核合成过程，该过程取决于其物理性质。GRB 中心引擎在流体动力学框架下被建模为一个高温高密度盘，以高吸积率（高达每秒 1 个太阳质量）吸积到最大自旋的恒星级黑洞上。随后通过核反应网络追踪了直至锗和镓的重核合成。向克尔黑洞的高吸积率维持了引擎活动，并在盘中建立了高效合成重核的条件。这些过程可能对喷流减速过程以及在 GRB 余辉光谱中观测到的重元素具有重要的观测意义。