GRB 021206 高伽马射线极化现象的最可能原因

GRB 021206 中探测到的约 80% 的很高程线性极化，$P=(80\pm 20)$，支持同步辐射为主要辐射机制。此外，也有人声称这意味着在射线中存在大尺度有序的磁场，必须因此在源头产生，这进一步被用作磁场在 GRB 喷流产生中发挥作用的论点。然而，还提出了另一种解释，即磁场由内部冲击产生且不来自源头：一种非常窄的喷流，开口角为 $\theta_j\sim 1/\gamma$，其中 $\gamma\gtrsim 100$ 为 GRB 时的洛伦兹因子，观察角为 $\theta_j<\theta_{obs}\lesssim\theta_j+1/\gamma$。我们计算这两种情景下的 $P$，发现产生 $P\gtrsim 50$ 的可能性显著低于有序场。更具体地说，我们得到 $\gamma$ 为有序横向磁场 $B_{ord}$ 时 $P\sim(43-61)$，而平面内随机磁场 $B_\perp$ 产生的 $P\lesssim(38-54)$（对于单个脉冲），但对 GRB 021206 中测量的多脉冲综合辐射（因素约为 $\sim 2$ 较低）。法向冲击前端的磁场 $B_\parallel$ 对多脉冲综合辐射产生 $P\sim(35-62)$。然而，GRB 后glow 的极化测量表明冲击产生的磁场配置更 isotropic，可能将 $P$ 降低约 $\sim 2-3$。因此，来自源头的有序磁场 $B_{ord}$ 最自然地能解释观测到的极化，而 $B_\parallel$ 可能性较小，$B_\perp$ 则最不可能。