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关于 GRB 221009A 初始发射段外部逆康普顿散射

高能天体物理现象 2024-10-10 v1

摘要

GRB 221009A 的 TeV 辐射光曲线显示出从初始快速上升到较慢上升最终进入衰减阶段的平滑过渡。TeV 辐射的平滑时间轮廓表明其主要来自外部冲击。提示 KeV-MeV 辐射与早期 TeV 后glow 之间的时间重叠表明,提示 KeV-MeV 光子与后glow 电子之间的外部逆康普顿散射(EIC)是不可避免的。由于在早期阶段提示辐射的能量密度远高于后glow,EIC 过程主导后glow 电子的冷却。EIC 散射速率受初始耗能(RdisR_{\rm dis})处提示辐射产生位置与外部冲击(RextR_{\rm ext})处后glow 辐射产生位置之间种子光子场各向异性的影响。我们研究了不同 Rdis/RextR_{\rm dis}/R_{\rm ext} 下的 EIC 过程,发现随着 Rdis/RextR_{\rm dis}/R_{\rm ext} 的变化,EIC 散射速率可相差约 2\sim 2 倍。对于 GRB 221009A,EIC 辐射在 TeV 后glow 初始上升阶段占主导地位,随后转为由自身同步康普顿(SSC)辐射主导,因为提示辐射强度减弱。我们还研究了由提示 MeV 光子导致的 TeV 后glow 中的 γγ\gamma \gamma 吸收效应,发现即使在 Rdis/Rext1R_{\rm dis}/R_{\rm ext} \sim 1 的情况下,提示 MeV 光子的 γγ\gamma \gamma 吸收也不足以解释 TeV 后glow 早期快速上升。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.06138,
  title  = {On the External Inverse Compton Scattering off the Prompt Emission in GRB 221009A},
  author = {Cui-Yuan Dai and Jian-He Zheng and Xiao-Hong Zhao and Ruo-Yu Liu and Xiang-Yu Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.06138},
  year   = {2024}
}

备注

25 pages, 11 figures, 2 tables, comments are welcome