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短伽马射线暴喷流在双中子星并合环境中的传播

高能天体物理现象 2021-07-07 v2 太阳与恒星天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

多信使事件GW170817/GRB 170817A确认双中子星(BNS)并合可以产生短伽马射线暴(SGRB)喷流。这一证据促进了对BNS并合遗迹如何驱动如此强大的相对论性外流以及该外流在周围并合后环境中传播机制的新研究。特别地,喷流传播模型取得了重大进展,建立了初始喷流驱动条件(包括初始喷流驱动时间(相对于并合)和注入参数)与可观测SGRB瞬时及余辉辐射之间的联系。然而,现有的半解析模型和数值模拟(除一个显著例外)采用简单的经验预设来描述并合后环境,缺乏与任何特定并合BNS系统的直接关联。在此,我们展示首批三维相对论流体动力学模拟:初生SGRB喷流穿过直接从先前广义相对论BNS并合模拟结果导入的并合后环境。我们的结果表明,喷流的演化和最终性质可受到更真实BNS并合环境所特有的各向异性以及偏离轴对称和均匀膨胀的显著影响。此外,我们发现常被忽视的中心致密天体的引力拉拽可能产生重大影响。最后,我们考虑相对于同一BNS并合模型的不同喷流驱动时间,并讨论对最终喷流性质的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.12410,
  title  = {Short gamma-ray burst jet propagation in binary neutron star merger environments},
  author = {Andrea Pavan and Riccardo Ciolfi and Jay Vijay Kalinani and Andrea Mignone},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.12410},
  year   = {2021}
}

备注

16 pages, 20 figures