中文

伽马射线暴瞬时辐射中的偏振角翻转

高能天体物理现象 2024-07-03 v2

摘要

目的。我们旨在为伽马射线暴(GRB)中的偏振角(PA)旋转提供解释,并找出在环形磁场(MF)模型中导致偏振角旋转90度的物理条件。此外,我们展示了该磁场模型中一些未来可检验的观测偏振特性。结果。我们发现环形磁场中的偏振角旋转主要与三个关键因素有关:视角、喷流张角和喷流洛伦兹因子。此外,偏振角可以经历两次90度的翻转。翻转的条件为 q0.5q \gtrsim 0.5q1q\simeq 1 除外)和 yj=(Γθj)24y_j =(\Gamma \theta_j)^2 \gtrsim 4。然而,由于通量的限制,这两次偏振角翻转可能无法同时被观测到。考虑这些条件并假设喷流轴与视线(LOS)之间随机取向,我们得到了在X射线或γ\gamma射线波段观测到显示偏振角翻转的伽马射线暴的理论上限发生率(无任何约束)为 Rch80%R_{ch} \lesssim 80\%。我们根据翻转后的最大偏振通量水平进一步将观测发生率约束为 Rch16%R_{ch} \sim 16\%,其中单次和两次翻转的观测发生率各占 8%\sim 8\%。需要注意的是,不同波段的观测发生率是不同的。由于光学波段的通量衰减速度远慢于X射线或γ\gamma射线波段,第二次偏振角翻转在光学波段的观测发生率应高于X射线或γ\gamma射线波段。此外,当视线接近喷流边缘(q1q\to 1)时,由于翻转后偏振通量水平相对较高,这是最容易观测到90度偏振角翻转的情况。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.16403,
  title  = {The polarization-angle flip in GRB prompt emission},
  author = {Kangfa Cheng and Xiaohong Zhao and Jirong Mao and Zhifu Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.16403},
  year   = {2024}
}

备注

17 pages, 13 figures, Accepted by Astronomy & Astrophysics