关于富中子伽马射线暴外流的条件

我们计算了从新形成的磁星（“原磁星”）表面和超吸积盘中间平面驱动的中微子加热 MHD 风的结构和中子含量，这两者是伽马射线暴 (GRBs) 和高能超新星 (SNe) 的可能中心引擎。原磁星表面和中微子冷却吸积流 (NDAFs) 的中间平面均处于电子简并态且富中子（中子质子比 n/p >> 1）。如果这种大量的自由中子过剩在超相对论外流中得以保留至大半径处，可能会产生若干重要的观测后果。然而，弱相互作用过程可将 NDAFs 和原磁星表面上方获得的非简并区域中的 n/p 驱动至约 1。我们的计算表明，在强极向磁场存在下，来自 NDAFs 的 mildly relativistic 富中子外流是可能的。然而，我们发现富中子风具有最小质量损失率，这可能排除了伴随巨大吸积功率的同时具备富中子和超相对论（洛伦兹因子 > 100）特性的 NDAF 风。相比之下，原磁星能够在核心反弹后约 10-30 秒内产生富中子的长时标 GRB 外流（针对亚毫秒自转周期）；然而，此类外流仅伴随极高能事件，其中 GRB + SN 能量预算超过 ~4e52 erg。由致密天体并合形成的几何厚吸积盘也可能在某些短时标 GRB 期间产生富中子的高相对论外流。本文还简要讨论了其对 r-过程核合成、由非相对论富中子风引起的光学暂现源以及原磁星和 NDAF 风中镍产生的影响。