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伽马射线暴余辉喷流模拟与数值光变曲线计算的观测启示

高能天体物理现象 2015-05-28 v2

摘要

我们讨论了窄和宽伽马射线暴(GRB)余辉喷流的喷流动力学,以及相对论性喷流二维数值模拟的观测启示。我们证实了早期的数值结果,即在余辉辐射阶段的大部分时间里,相对论性喷流的侧向膨胀在时间上是对数式的,并发现这也适用于半张角为0.05弧度的窄喷流。因此,余辉喷流在变为非相对论性之前一直保持高度非球形。尽管侧向膨胀会使喷流拐折后的余辉光变曲线变陡,但喷流边缘变得可见主导了喷流拐折,这意味着即使对于窄喷流,喷流拐折也对观测者角度敏感。未能考虑观测者角度可能导致对喷流能量的高估,最多可达4倍。这削弱了像GRB090926A这样的极端事件对磁星能量极限提出的挑战。当观测者近似在轴上,且模型与模拟之间的流量水平差异在几倍以内可接受时,基于球形非相对论性外流模型的晚期射电量热法仍然适用。然而,这并不意味着外流的球形性,因此不能推广到与孤儿余辉相关的高观测者角度。对于更精确的量热法,以及为了模拟重要的晚期特征(如反向喷流的上升),详细的喷流模拟仍然是不可或缺的。

关键词

引用

@article{arxiv.1105.2485,
  title  = {Observational implications of gamma-ray burst afterglow jet simulations and numerical light curve calculations},
  author = {Hendrik J. van Eerten and Andrew I. MacFadyen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1105.2485},
  year   = {2015}
}

备注

7 Figures. Replaced with accepted version. Significantly expanded, including additional discussion of time scales