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由快冷却同步辐射发射驱动、时长可达分钟的并合起源伽马射线暴的证据

高能天体物理现象 2022-12-15 v2

摘要

数十年来,伽马射线暴(GRBs)被宽泛地划分为“长”暴和“短”暴,持续时间分别大于或小于 2 秒。然而,这种二分法并不能完美对应已知产生伽马射线暴的两种前身星通道——致密天体并合(并合型 GRB)或大质量恒星坍缩(坍缩星型 GRB)。特别是,并合型 GRB 种群也可能包含具有短而硬的 \lesssim2s 尖峰及随后更长、更软的延展辐射(EE)的暴。最近在时长 50 秒的 GRB 211211A 中发现千新星——中子星并合中产生的重元素的放射性辉光——进一步表明并合可驱动长而复杂的、模仿坍缩星种群的 GRB。本文给出 GRB 211211A 高能辐射的详细时变与能谱分析。我们证明其辐射具有纯同步辐射起源,峰值频率和冷却频率均从 γ\gamma 射线波段移动到 X 射线波段,且快速演化的能谱在晚期驱动了 EE 特征。在并合型 GRB 中识别此类能谱演化,为前身星类型的诊断开辟了途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.05008,
  title  = {The case for a minute-long merger-driven gamma-ray burst from fast-cooling synchrotron emission},
  author = {B. P. Gompertz and M. E. Ravasio and M. Nicholl and A. J. Levan and B. D. Metzger and S. R. Oates and G. P. Lamb and W. Fong and D. B. Malesani and J. C. Rastinejad and N. R. Tanvir and P. A. Evans and P. G. Jonker and K. L. Page and A. Pe'er},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.05008},
  year   = {2022}
}

备注

Author's final submitted version. 6 figures, 5 tables. The Supplementary Information .tex file is included