伽马射线暴中的光谱演化：内激波模型的预测与观测对比
高能天体物理现象
2015-06-19 v1
摘要
在伽马射线暴（GRB）的瞬时辐射中已识别出若干趋势，例如：由硬到软的演化、脉冲宽度随能量的演化、时间滞后、硬度 - 强度/硬度 - 流量相关性。近年来，Fermi 卫星显著扩展了 GRB 观测的光谱覆盖范围，并改进了对这种光谱演化的表征。我们研究了内激波如何重现这些观测结果。在该模型中，辐射源于激波加速电子的同步辐射，而光谱演化由激波区域物理条件的演化所主导。我们提出了一套针对单脉冲的综合模拟，并 investigated 了与激波微观物理及抛射物初始条件相关的模型参数的影响。我们发现该模型与用于对比的各种观测结果在定性上普遍一致。所有这些性质或关系均由光谱峰值能量和光子指数的演化所主导。此外，我们确定了达成定量一致的条件。我们发现，最佳一致性出现在以下情况：(i) 陡峭的电子能谱指数（p>~2.7）；(ii) 微观物理参数随激波条件变化，使得更强的激波能加速更多电子；(iii) 抛射物中初始洛伦兹因子的剧烈变化。当通过压缩所有时间尺度来模拟短 GRB（其他参数保持不变）时，我们展示了该模型能够重现硬度 - 持续时间相关性，以及脉冲性质随持续时间的演化。最后，我们研究了这些不同情景在高能段的特征，并发现了独特的性质——延迟 onset、更长的辐射持续时间以及在某些情况下的平坦光谱——这表明内激波可能对瞬时 LAT 辐射有显著贡献。[节选]
引用
@article{arxiv.1404.4577,
title = {Spectral evolution in gamma-ray bursts: predictions of the internal shock model and comparison to observations},
author = {Z. Bosnjak and F. Daigne},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.4577},
year = {2015}
}
备注
21 pages, 18 figures, accepted for publication in A&A