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极超亮伽马射线暴 GRB 110918A

高能天体物理现象 2013-12-05 v1

摘要

GRB 110918A 是 Konus-WIND 在 19 年连续观测期间探测到的最亮的长伽马射线暴,也是自 1997 年宇宙学时代开始以来观测到的光度最高的伽马射线暴。我们报告了该事件的最终 IPN 定位及其利用多种空间仪器进行的详细多波段研究。其瞬时辐射具有典型的持续时间、时间积分谱中等的 EpeakE_{peak} 以及强烈的硬到软演化。在高观测能量通量下,于 z=0.984 处得出巨大的各向同性等效能量释放 Eiso=(2.1±0.1)×1054E_{iso}=(2.1\pm0.1)\times10^{54} erg。在短暂、明亮且硬的初始脉冲峰值处观测到的破纪录能量通量,导致了前所未有的各向同性等效光度 Liso=(4.7±0.2)×1054L_{iso}=(4.7\pm0.2)\times10^{54}erg s1^{-1}。探测到了软伽马射线发射的尾部,其时间和光谱行为符合同步辐射前向激波模型的预测。Swift/XRT 和 Swift/UVOT 观测了爆发后 1.2 至 48 天的明亮余辉,未发现喷流拐折的证据。我们的分析倾向于余辉的喷流拐折后情景,暗示了较硬的底层电子谱和类似星际介质 (ISM) 的爆周环境。我们得出结论,在调查的多种原因中,喷流的紧密准直必须是产生这一异常明亮爆发关键因素之一。推断出的 1.7-3.4 度喷流张角得出了合理的准直校正辐射能量和峰值光度值,然而对于此类紧密准直的事件,这些值仍处于其分布的顶端。我们估计 Konus-WIND 探测类似极超亮伽马射线暴的视界约为 z7.5z\sim7.5,而 Swift/BAT 约为 z12z\sim12,这强调了伽马射线暴作为早期宇宙探针的重要性。

关键词

引用

@article{arxiv.1311.5734,
  title  = {The ultraluminous GRB 110918A},
  author = {D. D. Frederiks and K. Hurley and D. S. Svinkin and V. D. Pal'shin and V. Mangano and S. Oates and R. L. Aptekar and S. V. Golenetskii and E. P. Mazets and Ph. P. Oleynik and A. E. Tsvetkova and M. V. Ulanov and A. V. Kokomov and T. L. Cline and D. N. Burrows and H. A. Krimm and C. Pagani and B. Sbarufatti and M. H. Siegel and I. G. Mitrofanov and D. Golovin and M. L. Litvak and A. B. Sanin and W. Boynton and C. Fellows and K. Harshman and H. Enos and R. Starr and A. von Kienlin and A. Rau and X. Zhang and J. Goldstein},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1311.5734},
  year   = {2013}
}

备注

22 pages, 20 figures, accepted for publication in ApJ