GRB 221009A 的 keV-MeV 与 TeV 辐射之间的关系及其启示
高能天体物理现象
2024-09-24 v2
摘要
伽马射线暴(GRB)被认为会发射相对论性喷流，其通过内部过程产生瞬时辐射，并通过驱动外部激波进入周围介质产生长久的余辉。然而，喷流如何为外部激波提供能量仍知之甚少。利用 GECAM 对史上最亮 GRB 221009A 的 keV-MeV 辐射观测以及 LHAASO 对其 TeV 辐射的前所未有的观测，为研究瞬时辐射到余辉的过渡以及喷流对外部激波早期动力学的影响提供了绝佳机会。在本信中，我们发现 keV-MeV 辐射的累积光变曲线能很好地拟合 GRB 221009A 的 TeV 光变曲线的上升阶段，其中 TeV 辐射存在 \,s 的时间延迟。此外，TeV 光变曲线初期的快速增长以及从约 \T+260\,s 到 270\,s 的超出均在追踪瞬时 keV-MeV 辐射中的光变曲线凸起。keV-MeV 与 TeV 辐射之间的密切关系揭示了向外激波的持续能量注入。假设能量注入速率完全遵循 GRB 221009A 的 keV-MeV 通量（包括极早期的前身辐射），我们构建了一个连续能量注入模型，其中喷流洛伦兹因子由 TeV 时间延迟推导得出，并且 TeV 数据得到了很好的拟合，TeV 辐射超出被解释为外部激波中高能电子对入射瞬时辐射的逆康普顿(IC)散射。
引用
@article{arxiv.2404.03229,
title = {Relation between the keV-MeV and TeV emission of GRB 221009A and its implications},
author = {Yan-Qiu Zhang and Hao-Xiang Lin and Shao-Lin Xiong and Zhuo Li and Ming-Yu Ge and Chen-Wei Wang and Shu-Xu Yi and Zhen Zhang and Shuang-Nan Zhang and Li-Ming Song and Chao Zheng and Wang-Chen Xue and Jia-Cong Liu and Wen-Jun Tan and Yue Wang and Wen-Long Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.03229},
year = {2024}
}
备注
ApJL accepted version; analytical derivation of SSC flux scaling with shock energy added