伽马射线暴源中超相对论磁化喷流的稀疏波加速

当磁主导的超快磁声波伽马射线暴喷流离开前身星时，外部压力支撑可能下降，喷流可能进入弹道膨胀状态，此时其磁加速变得非常低效。然而，最近的数值模拟表明，向该状态的转变伴随着突然的“爆发”式加速。我们证实了这一发现，并将加速归因于喷流的侧向膨胀——当喷流失去外部支撑时，会发射强磁声稀疏波，磁能在其中转化为动能。这种加速类型，即稀疏波加速，是相对论喷流特有的，因为即使在高度超快磁声波状态下，其能量预算仍可能由磁能主导。与外部约束磁化喷流的准直加速一样，它与磁通量表面的几何形状有关。在这两种情况下，在加速区域，极向场线的发散速度都快于单极子构型。另一方面，准直加速使喷流张角与洛伦兹因子的乘积略低于1，而稀疏波加速则允许该乘积显著增大，这与余辉光变曲线中喷流断裂的标准模型一致。