伽马射线暴喷流结构的观测限制

受 GW170817 启发，我们考察观测对长伽马射线暴(GRB)喷流角结构的限制。首先，相对较窄的 $E_{X}/E_{\gamma}$(各向同性等效早期 X 射线余辉与瞬时 $\gamma$ 射线能量之比)观测分布意味着，在发射 $\gamma$ 射线的任意角度上，洛伦兹因子必须很高。具体而言，$\gamma$ 射线发射物质的洛伦兹因子不能随角度快速下降，即便存在某些角度使接收到的 $\gamma$ 射线能量比喷流核心低三个数量级，也必须有 $\Gamma(\theta)\gtrsim 50$。其次，那些 $\gamma$ 射线发射角结构会过多产生 $\gamma$ 射线光度低于观测光度函数峰值的事件的喷流模型被排除。这排除了 $\gamma$ 射线能量角分布不够陡、洛伦兹因子分布不够平缓的模型。最后，具有陡结构(如高斯型)且在喷流核心外被探测到的模型会产生从未被观测到的余辉光变曲线。我们得出结论：即便喷流动能分布随纬度连续下降，高效的 $\gamma$ 射线发射似乎也仅限于 $\Gamma\gtrsim 50$ 的物质，且极可能 confined 于核心附近的窄区域。尽管我们的研究限于长 GRB(其观测样本更大更完备)，但有迹象表明类似结论也可能适用于短 GRB。我们讨论了其对 GRB 170817A 中观测到的 $\gamma$ 射线的可能启示。