利用Swift数据研究长伽马射线暴前身星的性质

我们利用33个Swift伽马射线暴(GRB)样本，在暴源参考系中研究了伽马射线暴的瞬时辐射及X射线余辉的性质。假设标准X射线余辉光变曲线中的陡降段是由曲率效应引起的，我们采用分段幂律拟合光变曲线，以推导瞬时辐射最后发射时刻的零时(t1)，以及浅衰变段的起始和结束时间(t2和t3)。我们发现，各向同性峰值伽马射线光度及伽马射线能量，均与浅衰变阶段的各向同性X射线能量及t2时刻的各向同性X射线光度相关。基于Kumar等人提出的模型——该模型认为瞬时伽马射线和X射线余辉均源于中心黑洞对GRB前身星不同物质层的吸积——我们推断了前身星的性质。我们发现，大部分核心层的质量在0.1-5个太阳质量之间，半径在10^8-10^10厘米范围内。旋转参数与暴发持续时间相关，这与坍缩星模型的预期一致。估算出的包层回落物质的半径和质量分别为10^10-10^12厘米和10^-3~1个太阳质量。浅衰变阶段的平均吸积率与瞬时伽马射线阶段的平均吸积率相关，但远低于后者。推导出的包层半径小于沃尔夫-拉叶(WR)星的光球半径。有趣的是，我们样本中暴发事件的质量密度分布轮廓，也与一个质量为25个太阳质量的超新星前身星的模拟结果高度吻合。