最强能量伽马射线暴的环境
高能天体物理现象
2018-10-31 v2
摘要
我们分析了由 Fermi 卫星探测到的一组具有光谱红移且在 X 射线与光学/近红外波段均有良好后随观测覆盖的长伽马射线暴(LGRBs)的样本。LGRB 余辉的演化依赖于外介质的密度分布,使我们能够基于观测区分星风或类星际介质(ISM)环境。为此,我们通过识别在由余辉在不同光谱/时间区间的行为所确定的电子能量幂律分布指数 p 的估计值之间提供最佳一致性的环境来实现。在触发后 11 个静止系小时内,我们发现类 ISM 与类星风环境大致各占一半。我们进一步发现类星风与类 ISM 暴在瞬时辐射能量分布上存在 2σ 的分离。我们研究了激波的基本物理参数,并计算了密度与磁场能量(ε_B)的(简并)乘积。我们表明,为避免暗示密度与星系际介质相当,ε_B 必须远小于 10^{-2}。最后,我们发现最精确约束的观测在 p 上的分歧超出了仅由观测误差所预期的程度。这表明在标准余辉理论中未纳入的额外误差来源。我们首次给出了这一内禀误差的度量,其可表示为对 p 的估计中大小为 0.25 ± 0.04 的误差。当将此误差纳入拟合时,具有已识别环境的 LGRB 数量大幅下降,但两类之间的均等划分保持不变。
引用
@article{arxiv.1802.07730,
title = {The Environments of the Most Energetic Gamma-Ray Bursts},
author = {B. P. Gompertz and A. S. Fruchter and A. Pe'er},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.07730},
year = {2018}
}
备注
31 pages (+14 appendix), 9 figures, 6 tables. Accepted for publication in ApJ