基于更新后的瞬时辐射与余辉观测的伽马射线暴能量预算

我们将 91 个已知红移的 Swift 伽马射线暴（GRBs）样本所发射的各向同性等效 15-2000 keV 伽马射线能量 $E_\gamma$，与在火球模型框架下根据这些暴的 X 射线余辉观测估算的各向同性等效火球能量 $E_{fb}$ 进行了比较。$E_\gamma$ 的不确定性跨越约 $10^{51}$ erg 至 $10^{53.5}$ erg 范围，平均约为 25%，主要源于从 BAT 探测器波段外推至 15-2000 keV 波段。$E_{fb}$ 的不确定性约为 2 倍，主要源于 X 射线测量的离散度。我们发现 $E_\gamma$ 和 $E_{fb}$ 紧密相关。${\eta}_\gamma^{11hr}$ 的平均值（标准差）约为 $\log_{10}(E_\gamma/(3{\epsilon}_e E_{fb}^{11hr}))$ 为 -0.34(0.60)，且 ${\eta}_\gamma$ 内禀展宽的上限约为 0.5（其中 ${\epsilon}_e$ 是被激波等离子体携带的电子能量分数，$E_{fb}^{x hr}$ 是从 x 小时的 X 射线流量推断得出）。我们还发现，从 3 小时和 11 小时的 X 射线观测推断出的 $E_{fb}$ 相似，$\log_{10}(E_{fb}^{3hr}/E_{fb}^{11hr})$ 的平均值（标准差）为 0.04(0.28)。${\eta}_\gamma$ 的小方差意味着暴与暴之间 ${\epsilon}_e$ 以及火球能量转化为伽马射线的效率变化很小，表明两者均为量级为 1 的量。${\eta}_\gamma$ 的小方差以及 $E_{fb}^{3hr}$ 和 $E_{fb}^{11hr}$ 的相似性进一步表明 ${\epsilon}_e$ 不随激波洛伦兹因子显著变化，并且对于大多数暴而言，在余辉阶段通过辐射损耗或延长持续时间能量注入等过程对火球能量的修正并不显著。最后，我们的结果表明，如果火球确实是喷流，则对于大多数情况，喷流张角满足 ${\theta}>0.1$。[摘要节选]