基于 Fermi/GBM 数据对短伽马射线暴前兆辐射的严格搜寻及其物理含义
高能天体物理现象
2020-10-28 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们对 Fermi/GBM 数据中的短伽马射线暴(SGRB)前兆辐射进行了严格搜寻，发现了 16 个显著性 ≳4.5σ 的前兆事件。我们发现主 SGRB 辐射时长(T_GRB)与前兆辐射时长(T_pre)以及二者之间的等待时间(T_wt)彼此大致相当，除一个显著离群值外，多数情况近似满足 T_wt≈2.8T_GRB^{1.2}。我们还对前兆与 SGRB 进行了谱分析，发现前兆辐射的谱可用黑体、非热截断幂律和/或幂律模型拟合。我们考虑了 SGRB 前兆辐射的几种可能模型，发现其光度与谱形可由并合后发射火球的激波突破或光球辐射(对应热前兆)，或并合前两中子星(NS)的磁层相互作用(对应非热前兆)来解释。对于火球光球模型，偏好物质主导喷流，且可对火球洛伦兹因子给出约束 Γ∼30。对于磁层相互作用模型，可约束喷流启动机制。特别地，那些 T_wt/T_GRB≫1 的事件(如 GRB191221802)要求并合后形成超重或稳定中子星，其延迟时间由初始含重子喷流变为磁主导且相对论性的时标决定。
引用
@article{arxiv.2010.05706,
title = {Stringent Search for Precursor Emission in Short GRBs from Fermi/GBM data and Physical Implications},
author = {Jie-Shuang Wang and Zong-Kai Peng and Jin-Hang Zou and Bin-Bin Zhang and Bing Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.05706},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 5 figures, and 1 table. To appear in ApJL