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无碰撞冲击波中电子加速效率及 GRB 能量

天体物理学 2009-11-10 v2

摘要

afterglow 观测常用于确定 GRB 爆炸的参数,包括能量 E、周围密度 n、后冲击磁场等分占比 \epsilon_B 以及电子等分占比 \epsilon_e,常常假设电子“注入”到相对论性冲击加速中的效率很高,即电子注入比例 f 为 f~1。我们指出,f 的值无法通过当前观测确定,因为当前可测试的模型预测对于 {E'=E/f,n'=n/f,\epsilon'_B=f\epsilon_B,\epsilon'_e=f\epsilon_e} 参数选择与 f 的值无关,只要 m_e/m_p< f< 1。当前观测表明,高度相对论性冲击和亚相对论性冲击的效率 f 相似,可能暗示 f~1,这与头屋星云的情况截然不同。然而,m_e/m_p< f<< 1 的情况无法被排除,这导致模型参数确定存在 m_e/m_p 的不确定因素。我们指出,早期 <10 小时的射电 afterglow 观测——在 SWIFT 时代将更易获得——可能对 f 提供约束。此类观测将为强大的诊断 GRB 爆炸及无碰撞冲击波中粒子加速物理提供力量。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0502070,
  title  = {The efficiency of electron acceleration in collisionless shocks and GRB energetics},
  author = {David Eichler and Eli Waxman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0502070},
  year   = {2009}
}

备注

Accepted to ApJ; Improved and expanded discussion of observational signatures (sec. 3)