一法通用:统一同步辐射模型解释具 FRED 形脉冲的伽马射线暴
高能天体物理现象
2024-02-20 v2
摘要
伽马射线暴(GRB)能谱的分析通常依赖缺乏明确物理解释的经验模型。先前将物理模型与观测数据结合的尝试聚焦于单个暴研究,将模型拟合至具有独立物理参数的分段能谱。然而,这些方法通常忽略了对观测能谱时间演化的解释。在本研究中,我们提出一种新方法,通过引入同步辐射模型为一组单脉冲 GRB 提供自洽解释。我们的研究在统一物理条件(如单次电子注入事件)下全面检验了同步辐射模型。通过追踪衰减磁场中冷却电子的演化,我们的模型预测了与时间相关的观测能谱,其与数据吻合良好。使用单一组物理参数,我们的模型成功拟合了每个暴内所有时间分辨能谱。我们的模型表明,GRB 光曲线的上升阶段源于辐射电子数量的增加,而下降阶段归因于曲率效应、电子冷却与衰减磁场。我们的模型对峰值能量的演化提供了直接解释,其关联于磁场的衰减与因 GRB 发射区膨胀导致的电子冷却。我们的发现强烈支持以下观点:GRB 脉冲中的能谱与时间演化起源于 GRB 发射区的膨胀,其初始半径约为 cm,且同步辐射作为 underlying 发射机制。
引用
@article{arxiv.2308.00772,
title = {One Fits All: A Unified Synchrotron Model Explains GRBs with FRED-Shaped Pulses},
author = {Zhen-Yu Yan and Jun Yang and Xiao-Hong Zhao and Yan-Zhi Meng and Bin-Bin Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.00772},
year = {2024}
}
备注
ApJ in press, author version, 28 pages, 19 figures, 4 tables