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Fermi-LAT 伽马射线暴的体洛伦兹因子

高能天体物理现象 2015-05-19 v2

摘要

伽马射线暴(GRB)喷流的洛伦兹因子(LF)可以通过高能(HE)光谱衰减的观测来约束。最近 Fermi-LAT 对几个明亮 GRB 的瞬时 GeV 发射的观测得出了出乎意料的大 LF,Γ>103\Gamma>10^3。我们在此重新审视这个问题,主要关注两点。(1) 在单区假设下,即假设所有光子都在同一区域(半径)和时间产生,我们通过采用具有 HE 截断的目标光子光谱,{\em 自洽地}计算了 γγ\gamma\gamma 光学深度。我们发现当 GRB 的 LF 低于几百时,这可能很重要。(2) 最近的 Fermi-LAT 观测表明,体 MeV 范围和 HE(\ga100\ga100 MeV)发射可能来自不同区域。然后我们考虑一个双区情况,其中 HE 发射在比 MeV 范围发射大得多的半径处产生。我们发现 HE 发射可能主要被 MeV 范围发射衰减,并且衰减后的 HE 光谱不显示指数光谱截断,而是轻微变陡。这表明,如果放宽单区假设,可能不存在由于 γγ\gamma\gamma 衰减导致的突然截断。通过研究三个明亮的 Fermi-LAT GRB 080916C、090510 和 090902B 的光谱,我们表明在双区情况下,体 LF 为\textbf{ Γ600\Gamma\sim600 }可以与观测一致。在多区情况下可以获得更低的 LF。

关键词

引用

@article{arxiv.1005.5229,
  title  = {The bulk Lorentz factors of Fermi-LAT GRBs},
  author = {Xiaohong Zhao and Zhuo Li and Jinming Bai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1005.5229},
  year   = {2015}
}

备注

8 pages, a schematic figure added, the other 5 figures updated, ApJ, in press