超新星中跨相对论冲击波作为暴走雷达前体
天体物理学
2009-10-31 v2
摘要
我们研究了在爆炸恒星外层加速产生相对论速度冲击波的机制。通过将爆炸能量集中于最外层喷射物中，这类跨相对论冲击波可作为暴走雷达 (GRB) 的前体；特别是，这种方法规避了许多 GRB 模型所困扰的“baryon-loading”问题。我们提出了描述超新星中跨相对论冲击波的物理动机解析表达式，并进行数值验证。我们发现，当喷射物趋向 Eddington 极限时，更集中于中心的外层（例如辐射外层）会增强相对论喷射物。我们提供了便捷的公式，用于从给定前体估算相对论喷射物。我们将解析和数值方法应用于 SN 1998bw 模型，发现相较于以往研究，显著增强了相对论喷射物。我们提议 GRB 980425 与 SN 1998bw 相关联，可能源于约产生 ~10^-6 M_sun 的轻度相对论喷射物，其平均洛伦兹因子约为 ~2，然后与质量损失率 ~few×10^-4 M_sun/yr 的稠密星际风相互作用。无需高度不对称爆炸。一种“超新星”模型的极端情况能够解释许多观察到的宇宙学暴走雷达所需的能量和相对论喷射速度。我们提出了白矮星坍缩和中子星相位变换导致的爆炸的简化模型。尽管我们发现相较于以往研究，相对论喷射物能量增加，但这些爆炸不太可能在当前探测器的宇宙距离被观察到。（已删节）
引用
@article{arxiv.astro-ph/0012003,
title = {Trans-Relativistic Blast Waves in Supernovae as Gamma-Ray Burst Progenitors},
author = {Jonathan C. Tan and Christopher D. Matzner and Christopher F. McKee},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0012003},
year = {2009}
}
备注
Accepted to ApJ; minor changes from previous version; 41 pages (including 12 figures)