伽马射线暴偏振的统计性质
天体物理学
2015-04-24 v2
摘要
伽马射线暴（GRB）喷流的发射机制以及磁场的起源和结构是关于 GRB 中心引擎本质的最重要未解问题之一。尽管进行了大量的观测努力，这些问题仍有待回答，并且很难甚至不可能用目前收集的光谱和光变曲线信息来推断。偏振测量将为其中几个问题提供明确的答案。X 射线和伽马射线偏振测量技术的最新进展表明灵敏度有了显著提高，使得几种新的任务概念成为可能，例如 POET（Polarimeters for Energetic Transients），可提供宽视场和宽带偏振测量。如果发射，此类任务将最终提供对 GRB 偏振的确切测量。我们通过蒙特卡罗模拟推导了三种发射模型下 GRB 偏振的分布：具有全局有序磁场的同步辐射模型（SO 模型）、具有局部随机磁场的同步辐射模型（SR 模型）和康普顿拖拽模型（CD 模型）。结果表明，POET 或其他具有类似能力的偏振计可以利用 GRB 偏振的统计性质来约束 GRB 发射模型。特别是，可测量偏振度的 GRB 数量与探测到的 GRB 数量之比（N_m/N_d）以及偏振度（Pi）的分布可作为判据。如果 N_m/N_d > 30% 且 Pi 集中在 0.2 到 0.7 之间，则支持 SO 模型。如果 N_m/N_d < 15%，则支持 SR 或 CD 模型。如果观测到几个 Pi > 0.8 的事件，则支持 CD 模型。
引用
@article{arxiv.0812.2483,
title = {Statistical Properties of Gamma-Ray Burst Polarization},
author = {Kenji Toma and Takanori Sakamoto and Bing Zhang and Joanne E. Hill and Mark L. McConnell and Peter F. Bloser and Ryo Yamazaki and Kunihito Ioka and Takashi Nakamura},
journal= {arXiv preprint arXiv:0812.2483},
year = {2015}
}
备注
Replaced with accepted version in ApJ. A few minor changes done. References added