相对论外流中的散射辐射及其在伽马射线暴中的应用

我们研究了相对论外流中电子散射光子的场景。该外流由具有不同速度的离散壳层组成。其中一个壳层在短时间内发射辐射，部分辐射被后方的壳层散射。我们在一个简单的双壳层模型中，计算了观测到的散射流量密度，其作为观测到的主流量密度、两个辐射成分之间归一化到达时间延迟、两壳层洛伦兹因子之比以及散射壳层光学深度的函数。文中同时考虑了冷壳层中的汤姆逊散射和热壳层中的逆康普顿散射。我们将计算结果应用于伽马射线暴及其余辉。我们发现，来自较慢冷壳层的散射流量很小，可能仅在那些余辉非常弱的暴中被探测到。如果热电子携带的各向同性等效总能量很大（$\sim 10^{52-56}$ erg），热散射壳层可能产生与许多暴中探测到的 X 射线浅衰减分量一样亮的散射辐射。来自较快壳层的散射辐射可能表现为晚期的短时$\gamma$射线/MeV 闪络，或者根据壳层抛射的延迟成为瞬时辐射的一部分。