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源自原磁星自转减速的具有延展辐射的短时标伽马射线暴

天体物理学 2009-11-13 v2

摘要

越来越多的证据表明存在一类伽马射线暴 (GRB),其特征为初始约 0.1-1 秒的硬辐射尖峰,随后在约 3-10 秒的辐射沉寂期后,出现持续约 10-100 秒的较软延展辐射期。在少数研究充分的案例中,这些“具有延展辐射的短伽马射线暴”未显示出明亮的相关超新星 (SN) 证据。我们提出,这些事件是由高度磁化、快速旋转的中子星(即“原磁星”)的形成与早期演化产生的,该原磁星形成于白矮星 (WD) 的吸积诱导坍缩 (AIC)、WD-WD 双星的并合与坍缩,或者可能是双中子星双星的并合。初始辐射尖峰由原磁星从 AIC 或并合事件中形成的小吸积盘吸积供能。延展辐射由相对论性星风产生,该星风在约 10-100 秒的时间尺度上提取原磁星的转动能。prompt 辐射与延展辐射之间约 3-10 秒的延迟,是新形成的原磁星冷却至其表面中微子加热星风变为超相对论性所需的时间。由于原磁星几乎不喷射或仅喷射极少量的 Ni56 (< 1e-3 M_sun),这些事件不应产生明亮的类超新星暂现源。我们利用冷却原磁星的自转减速计算对 GRB060614 的延展辐射进行了建模,发现对于初始自转周期约 1 ms、表面偶极磁场约 3e15 G 的磁星,结果与观测合理吻合。如果伽马射线暴确实由 AIC 或 WD-WD 并合产生,它们应发生于早期型和晚期型星系的混合环境中,且不应产生强烈的引力波辐射。我们模型的另一个推论是存在不伴随明亮超新星的 X 射线闪。

关键词

引用

@article{arxiv.0712.1233,
  title  = {Short Duration Gamma-Ray Bursts with Extended Emission from Proto-Magnetar Spin-Down},
  author = {B. D. Metzger and E. Quataert and Todd A. Thompson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0712.1233},
  year   = {2009}
}

备注

6 pages, 2 figures; accepted to MNRAS