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伽马射线暴中的辐射介导激波:亚激波光子产生

高能天体物理现象 2019-07-17 v1

摘要

内激波为伽马射线暴(GRBs)喷流中一种合理的加热机制。发生于喷流光球以下的激波由辐射介导。先前研究发现,GRB 喷流内的辐射介导激波(RMSs)是低效的光子产生者,且介导 RMS 的光子必须源自爆炸的更早阶段。我们证明该结论仅对非磁化喷流成立。传播于中等磁化等离子体中的 RMSs 会发展出无碰撞亚激波,其将等离子体局地加热至相对论性温度,且热电子在 RMS 内发出大量同步辐射光子。我们发现该机制对温和相对论性激波普遍有效,并可能是 GRB 中观测到光子的主要来源。我们推导了每质子所产生光子数 ZZ 的简单解析公式,给出 Z=105Z=10^5-10610^6,与观测一致。光子初始以远低于观测 GRB 峰值能量的低能量注入。其数量由两方面主要因素控制:(1) 激波中产生的电子-正电子对丰度(已自洽计算),以及 (2) 由诱导下散射设定的软辐射亮温度上限。存活于诱导下散射的注入软光子在 RMS 中通过整体康普顿化获得能量,并塑造其非热谱。

关键词

引用

@article{arxiv.1804.03053,
  title  = {Radiation mediated shocks in gamma-ray bursts: Subshock photon production},
  author = {Christoffer Lundman and Andrei Beloborodov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1804.03053},
  year   = {2019}
}

备注

10 pages, submitted to ApJ