长伽马射线暴模拟的光球层瞬时辐射——I. 光学辐射
高能天体物理现象
2021-12-15 v2
摘要
由于我们对产生瞬时辐射的辐射机制认识不完整，全面理解伽马射线暴（GRBs）一直较为困难。该辐射在伽马射线暴最初数十秒被探测到，通常以硬X射线和伽马射线光子为主，但也已有数十例瞬时光学探测。这些光学探测有潜力区分诸如光球层模型和同步辐射激波模型等合理的瞬时辐射模型。在本工作中，我们使用改进的MCRaT代码（包含回旋-同步辐射与吸收）在光球层模型下从光学到伽马射线能量进行辐射转移计算。计算采用一组二维相对论流体力学长伽马射线暴喷流模拟，包含恒定喷流与变喷流。我们预测了光学与伽马射线光变曲线作为观测角度和喷流变异性函数的关联，并发现大视角下应存在极暗的光学瞬时前兆。此外，探测到的光学辐射源自外流致密区域，如激波界面与喷流-茧界面。我们的结果还表明，光球层模型无法解释当前已获得的这组光学瞬时探测，需要额外的辐射机制来解释这些光学瞬时观测。这些发现显示了利用流体力学计算的喷流结构进行全局辐射转移模拟的重要性。
引用
@article{arxiv.2105.06505,
title = {Photospheric Prompt Emission From Long Gamma Ray Burst Simulations -- I. Optical Emission},
author = {Tyler Parsotan and Davide Lazzati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.06505},
year = {2021}
}
备注
22 pages, with 5 pages for the appendix; 11 figures; accepted to ApJ; the MCRaT code is open source and available at: https://github.com/lazzati-astro/MCRaT and the ProcessMCRaT code is also open source and available at: https://github.com/parsotat/ProcessMCRaT