Deceleration of arbitrarily magnetized GRB ejecta: the complete evolution
我们的目标是定量地了解伽玛暴喷出物的动力学效应和观测特征的磁化余辉的开始。我们进行超高分辨率一维相对论MHD模拟的相互作用的径向膨胀,磁化喷出物与星际介质。由于喷出物与环爆介质相互作用区域的极端跳跃条件,需要高分辨率的数值解。我们研究了超相对论壳层的演化过程,一直到自相似渐近相。我们的模拟表明,完整的演化可以用两个参数来表征,即Sari和Piran(1995)引入的磁化强度σ_0和磁化强度σ_0。我们利用这一性质,通过产生数值模型,其中壳层洛伦兹因子为γ_0 ~ tens,并将结果重新标度为任意大的γ_0。我们发现,对于σ_0 >~ 1的喷出物,其逆激波通常很弱或不存在。前向激波发射的起始受到磁化强度的强烈影响。另一方面,壳层的磁能在短时间内(约为爆发持续时间的几倍)转移到外部介质。后来的前向激波发射不包含流的初始磁化的信息。强磁化壳层在经历了一个实质性的减速之后,其渐近演化与流体动力壳层的渐近演化相似,即,它们完全进入Blandford-McKee自相似区。
2008-11-07 astro-ph
Observation of X-ray lines from a Gamma-Ray Burst (GRB991216): Evidence of Moving Ejecta from the Progenitor
本文报道了钱德拉X射线天文台在1999年12月16日伽马射线暴余辉X射线谱中发现的两个辐射特征。这些功能被确定与Ly $_α$线和窄复合连续铁的类氢离子在红移$z=1.00\pm0.02$,提供了一个明确的测量伽玛射线暴的距离。谱线的宽度和强度意味着伽玛暴的前身是一个大质量恒星系统,在伽玛暴事件之前,它以$\approx 0.1 c$的速度喷射出$\approx 0.01 \Ms$铁,可能是超新星爆炸。
2000-11-17 astro-ph
The very early afterglow powered by the ultra-relativistic mildly magnetized outflows
在坡印廷通量主导的伽马射线暴外流(电磁能流与粒子能流的初始比值$σ_0\gg1$)模型中,近一半的内耗散磁能转化为瞬发$γ-$射线能量发射,其余的转化为外流的动能。因此,在$γ-$射线暴的末端,$σ$显著减小($σ\sim 1$或甚至更小)。我们数值研究了这种轻度磁化外流与均匀星际介质(ISM)或恒星风(WIND)相互作用的极早期反向激波发射。我们发现,对于$σ\sim0.05-1$和伽马射线暴的典型参数,ISM-喷出物相互作用和风-喷出物相互作用可以提供非常强的光发射($m_{\rm R}\sim 10-12{\rm th}$量级或甚至更亮)。类似于由非磁化喷出物与外部介质相互作用提供动力的极早期余辉,ISM喷出物相互作用情况与WIND喷出物相互作用情况之间的主要区别在于,在反向激波穿过喷出物之前,前者的R波段发射通量迅速增加,而后者仅略有增加。(The摘要已缩短)。我们认为,早期的多波长余辉的线偏振检测是非常必要的,看看是否驱动伽玛暴的外流被磁化或没有。
2004-08-26 astro-ph
GRB 060206: hints of precession of the central engine?
目标。高红移(z = 4:048)的伽马射线暴GRB 060206表现出不寻常的行为,在爆发后约3000 s时出现了约4倍的显著再亮。我们认为,这种重新变亮意味着,中央发动机再次成为活跃后,由第一个喷出物产生的主爆发,然后驱动另一个更准直的射流状喷出物具有更大的视角。这两个喷出物都与周围介质相互作用,引起向前冲击,传播到周围介质和反向冲击,穿透到喷出物。总发射是来自反向冲击区和正向冲击区的发射的组合。我们将讨论如何结合发射帐户所观察到的再亮。方法.我们应用数值模型计算的光变曲线的冲击区域,其中包括一个向前冲击起源于第一喷出物和一个正向反向冲击的第二喷出物。结果我们发现证据表明,主爆发后2000年代,中心引擎再次活跃起来.这两个喷出物与周围介质相互作用产生的联合发射可以描述这一爆发的余辉性质。我们认为,亮度在~ 3000秒的余辉的快速上升是由于离轴发射的第二喷出物。中央引擎的环面或吸积盘的进动是第二个喷出物离开视线的自然解释。
2008-08-08 astro-ph
Early optical-IR emission from GRB 041219a: neutron-rich internal shocks and a mildly magnetized external reverse shock
伴随着长伽马射线暴(GRB)041219 a发现了非常早期的光学和近红外(IR)辐射。我们表明,在瞬发辐射过程中跟踪γ射线光变曲线的光学/红外闪光可以理解为富中子内激波的辐射,正如Fan & Wei所建议的那样。瞬发相后的K_s波段余辉光变曲线可以很好地模拟为反向激波和正向激波分量的叠加。无线电资料也支持反向冲击的解释。
2005-06-09 astro-ph
Gamma-ray burst early afterglows: reverse shock emission from an arbitrarily magnetized ejecta
有证据表明,伽马射线暴(GRB)喷出物可能是磁化的,尽管喷出物的磁化程度尚不清楚。在理想MHD条件下,导出了相对论90度激波的严格解析解,并利用它研究了任意磁化喷出物的反向激波发射特性。与以前的看法相反,我们发现,强相对论冲击仍然存在于高sigma极限。假设环爆介质的密度恒定,我们详细研究了壳-介质相互作用,并对壳演化的各种临界半径进行了分类。对于典型的伽玛暴参数,当σ小于几十或几百时,存在反向冲击。壳层的演化仍然可以分为厚壳层和薄壳层两种状态,但是这两种状态之间的分离现在取决于σ,并且厚壳层状态在高σ时大大收缩。早期的光学余辉光变曲线计算的伽玛暴具有广泛的范围内的西格玛值。我们发现,反向冲击发射水平稳步增加与西格玛最初,但开始下降时,西格玛变得大于1。在高σ区,由于薄壳区激波穿越半径和减速半径的分离,反向激波峰通常加宽。早期余辉数据和严格的上限已知伽玛暴可以理解在本文中发展的理论框架内,推断的σ值变化范围很广。
2005-04-19 astro-ph
Afterglow Light Curve Modulated by a Highly Magnetized Millisecond Pulsar
我们调查的后果,一个连续的能量注入中央引擎的伽马射线暴(GRB)余辉发射,假设一个高度磁化的脉冲星是留在GRB祖核心的光束。束流和连续的能量注入是脉冲星源的伽玛暴余辉的自然结果。鉴于以往的研究认为,连续能量注入从一个新诞生的脉冲星解释的余辉光变曲线的偏离与简单的幂律行为的伽玛暴,聚束效应,这是脉冲星发射的最重要的方面之一,被忽略在早期的调查。我们明确地包括光束的影响,并考虑随着时间的变化,由于一个新诞生的脉冲星的动态演化的光束。我们表明,从这个火球的余辉的大小确实首先随着时间的推移而减少,随后上升,并再次下降。GRB 970508最奇特的光学余辉光变曲线之一,可以用一颗高磁化新生脉冲星的连续能量注入和束流来解释。我们讨论了脉冲星的观测证据的影响。
2001-10-30 astro-ph
X-ray flares: late internal and late external shocks
我们分析了几个最近检测到的伽马射线暴(GRB)与晚X射线耀斑的背景下,晚内部冲击和晚外部冲击模型。我们发现GRB 050421和GRB 050502 B的X射线耀斑起源于晚期内震,而GRB 050406和GRB 050607的主X射线耀斑则可能起源于晚期外震。在中心引擎有两个活动周期的假设下,我们得到了四种基本类型的X射线光变曲线。这些类型的分类取决于哪一个活动时期产生了瞬发伽马射线发射(类型1和类型2:早期;类型3和类型4:晚期),以及晚期喷出物赶上早期喷出物的发生是否早于早期喷出物的减速(类型1和类型3)(类型2和类型4)。我们发现由晚期外激波引起的X射线耀斑是第一类耀斑的一个特例。我们的分析表明,GRB 050406,050421和050607的X射线光变曲线可以归类为1型,而GRB 050502 B的X射线光变曲线可以归类为2型。然而,GRB 050406的X射线光变曲线也很可能是2型。我们还预测了一个长滞后短寿命的X射线耀斑所造成的内部外部冲击,这形成时,一个低重子负载长滞后后期喷出物减速的非相对论尾部的外部外部冲击驱动的早期喷出物。
2005-12-22 astro-ph
An RMHD study of transition between prompt and afterglow GRB phases
我们通过相对论磁流体动力学模拟研究了伽玛暴的余辉相。传播到一个均匀的外部介质的相对论性壳的演变。我们专注于喷出物的磁化效果上的喷出物外部介质相互作用的初始阶段。特别是,我们正在研究的条件下存在的反向冲击到喷出物,时间尺度的能量从壳转移到冲击介质和由此产生的多波长光变曲线。为此,我们已经开发了一种新的计划,包括非热过程耦合到相对论磁流体动力学代码MRGENESIS,以计算非热同步辐射。
2008-01-09 astro-ph
Radio Flares and the Magnetic Field Structure in GRB Outflows
伽玛射线暴外流中的磁场结构具有重要意义,因为它可以提供有价值的线索,有助于确定伽玛射线暴喷流加速和准直的机制。最有希望的探测方法是通过偏振测量伽玛暴喷出物的同步辐射,其中包括伽马射线发射和反向冲击辐射。用现有的仪器测量伽马射线的偏振是极其困难的:到目前为止,只有一个探测到伽马射线的声明(在GRB 021206中),尽管条件有利,但仍然存在很大的争议。反向冲击波的辐射在喷出物被周围介质减速时传播到喷出物中,在几十秒后达到光学峰值("闪光“),并在伽玛射线暴发生后大约十分钟内占主导地位。不幸的是,迄今为止还没有对这种光发射进行偏振测量。然而,在反向冲击完成穿越伽玛射线暴喷出物的外壳后,受冲击的喷出物冷却并以越来越低的频率辐射,在$\sim 1$天后达到射电峰值(“射电耀斑”)。我们使用伽玛暴射电耀斑的VLA数据来约束这种发射的偏振。我们发现只有上限线偏振和圆偏振。我们最好的限制是GRB 991216,我们发现$3σ$的上限7%和9%的线偏振和圆偏振,分别。这些限制提供了有趣的限制现有的伽玛暴模型。具体而言,我们的结果是很难调和的GRB流出与一个“结构化”的射流,其中每个立体角的能量下降作为从射流轴的角度的平方反比,预计在模型中的流出是坡印廷通量为主的一个占主导地位的有序的环形磁场。
2005-02-22 astro-ph
Early Afterglow Emission from a Reverse Shock as a Diagnostic Tool for GRB Outflows
伽马射线暴(GRB)余辉跃迁是GRB中最有趣也是研究最少的相之一。在这个阶段,相对论性的喷出物开始与周围的物质相互作用。一个强大的短暂的反向冲击传播到喷出物(假设它是重子),而前向冲击开始塑造周围的物质到布兰德福德麦基轮廓。我们建议一个参数化的早期余辉光变曲线,我们计算(解析和数值)所观察到的参数,结果从一个反向冲击发射(在星际介质[ISM]环境)。我们提出了一个新的指纹的反向冲击辐射,添加到众所周知的$t^{-2}$光学衰减。对这个特征的观测表明,在早期余辉期间,反向激波支配着发射。反向激波的存在反过来意味着相对论性的喷出物含有重要的重子成分。这个特征也意味着周围的介质是ISM。我们进一步表明:(1)反向激波闪光强烈地依赖于相对论喷出物的初始条件。(ii)以前的计算通常高估了这种光学闪光的强度。(iii)如果反向冲击主导了光学闪光,那么对早期余辉光变曲线的详细观测可能使我们能够确定相对论喷出物内的初始物理条件,特别是估计其洛伦兹因子和宽度。
2004-06-14 astro-ph
Radiation Front Sweeping the Ambient Medium of Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴(GRB)是由强大的宇宙爆炸的相对论性喷出物发出的。他们的光变曲线表明,伽马射线发射发生在喷出物膨胀的早期阶段,远早于它在周围介质中减速。如果是这样的话,发射的伽马射线锋必须超过喷出物,并向外扫过周围的介质。结果,在喷出物和介质之间打开了一个间隙,使辐射前沿向前冲浪。实际上,喷出物在空腔中移动,直到它达到半径R_{gap} =10^{16} E_{54} ^{1/2} cm,其中E是伽马射线暴的各向同性能量。当R= R_{gap}时,间隙闭合,形成冲击波并收集被辐射扫过的介质。爆炸波的进一步发展受到领先辐射阵面的强烈影响:阵面扮演着先驱者的角色,介质中装载着e+-对,并在爆炸前预加速。它影响R < R_{load} =5 R_{gap}的爆炸辐射(早期余辉)。一个壮观的观测效果的结果:伽玛射线暴余辉应该开始在光学/紫外和演变快速(<分钟)到一个正常的X射线余辉。在GRB 990123中观察到的早期光发射可以用这种方式来解释。如果周围的介质是来自伽马射线暴的大规模起源的风,那么锋面的影响尤其强烈。在这种情况下,我们预言了三种现象:(1)在R< R_{load}时,喷出物减速,产生大量的软辐射。(2)软发射峰的光变曲线为t_{peak} =40(1+z)E_{54} ^{1/2}(Gamma_{ej} /100)^{-2} s,其中Gamma_{ej}是喷出物的洛伦兹因子。给…
2001-09-17 astro-ph
GRB 990123 revisited: Further Evidence for a Reverse Shock
最近,我们提出了一种新的理论分析的反向冲击发射。我们在这里使用这个分析来重新访问GRB 990123。我们发现了新的和令人信服的证据表明,伽玛暴990123的闪光和射电耀斑是由一个反向冲击。这表明相对论性喷出物的能量中有很大一部分是由重子携带的。它还表明,外部介质是一个ISM和在这个爆发的反向冲击辐射占主导地位,在早期的其他可能的过程。我们用早期的光发射来约束原始喷出物的物理参数和发射反向冲击区的微观参数。
2004-05-24 astro-ph
Transient Absorption Features in GRBs and Their Implications for GRB Progenitors
最近在GRB 990705的瞬时发射中检测到瞬态吸收特征,引发了多次尝试,以适应观察者视线之外的光电吸收或共振散射方面的这一特征。然而,所需的物理条件,以重现所观察到的吸收功能变成了相当极端的预测相比,目前的伽玛射线暴的祖先模型。特别是,从伽玛射线暴祖先喷出物的强大的结块似乎是必需的。使用详细的三维流体动力学模拟的超新星爆炸作为指导方针,我们已经研究了各种GRB祖先模型预测的前GRB喷出物的动力学和结构。基于我们的结果,结合与He合并模型相关的布居合成研究,我们估计观测到GRB 990705中X射线吸收特征的概率<<1%。或者,如果supranova模型能够产生高度准直的长持续时间的伽玛暴,它可能是一个更有前途的候选人,以产生可观察的,瞬态的X射线吸收功能。
2001-10-29 astro-ph
Gamma-Ray Bursts - When Theory Meets Observations
伽马射线暴(GRB)是观测到的最亮的天体。它们也是迄今为止已知的相对论性最强的天体。当超相对论喷出物被流中的内部冲击减慢时,就会发生伽玛暴。在这些冲击波中加速的相对论粒子通过同步加速器和逆康普顿辐射的组合发射出观测到的伽马射线。伴随着星周物质的外部冲击进一步减缓了喷出物的速度,并产生了持续数月的余辉。这个火球模型的预测与观测结果的比较证实了一个相对论性的宏观运动的洛伦兹因子为$Γ\ge 100$。余辉的光变曲线的中断表明伽玛暴是以几度的典型张开角发射的。伽马射线信号的时间变异性为我们提供了关于为伽玛暴提供动力并加速相对论喷出物的“内部引擎”性质的最佳间接证据,这表明巨大的盘吸积到新生黑洞上:伽玛暴是这些黑洞的诞生哭声这些黑洞。两个最有希望的模型:中子星合并和Collapars自然会导致这种情况。
2001-04-08 astro-ph
GRB990123, The Optical Flash and The Fireball Model
我们比较正在进行的观测显着的爆发GRB 990123,所有的爆发之母,与余辉理论的预测。我们表明,观察同意最近的预测,反向冲击传播到喷出物将产生一个非常强大的即时闪光。这种反向冲击也产生了8.46GHz的无线电信号,在一天后观察到。传播到ISM的前向激波是经典余辉的起源。它产生了即时的X射线信号以及后期的光学和红外辐射。它很可能在未来几周内产生无线电辐射。观测结果表明,喷出物的初始洛伦兹因子为$\sim 200$。在阶数统一的因子内,这个粗略的模型解释了GRB 990123目前的所有观测结果。
1999-02-02 astro-ph
Early GRB afterglow from a reverse shock as a tracer of the prompt gamma-ray light curve
我们讨论了当重子喷出物与外部星际介质(ISM)相互作用时穿过重子喷出物的反向冲击的光学和无线电早期余辉发射。我们发现,闪光的峰值将反向激波的光变曲线分为两个不同的阶段。峰值后的发射弱地依赖于喷出物的初始条件,因此它可以被用作反向冲击发射的可识别的签名。另一方面,在光学峰之前的发射是高度敏感的初始条件,因此可以用来调查的初始流体动力学轮廓的喷出物。特别是,如果瞬发$γ$射线发射是由内部激波引起的,则早期反向激波发射应该类似于瞬发$γ$射线光变曲线的平滑版本。
2005-02-23 astro-ph
Gamma-ray burst internal shocks with magnetization
(请注意,摘要已显着缩短)我们研究伽马射线暴(GRB)的内部冲击与中等磁化,磁化参数$σ$范围从0.001到10。通过引入一个参数$k$($0<k\leq 1$),即上游和下游的电场强度之比,考虑了剥离磁化壳层中可能存在的磁耗散.通过求解一般的MHD跳跃条件,我们证明了具有磁耗散的激波的动力学演化不同于我们所熟悉的理想MHD极限下的动力学演化。考虑到GRB 021206可能具有高度的线偏振,以及GRB 990123和GRB 021211中可能存在高度磁化流,我们认为具有中等磁耗散的轻度磁化内激波模型($0.01<σ<1$)是解释GRB瞬发数据的一个很好的候选模型。
2004-08-26 astro-ph
A two component jet model for the X-ray afterglow flat segment in short GRB 051221A
在双中子星合并或中子星-黑洞合并模型中,短暴的流出物可能是轻度磁化和富中子的。磁化的富中子流出将被磁压力和热压力加速,最终可能形成双组分喷流,如Vlahakis,Peng和Königl(2003)所建议的。在这项工作中,我们表明,这样的两个组件喷流模型可以很好地再现多波长余辉光曲线,特别是X射线平坦的部分,短GRB 051221 A。在该模型中,中央引擎不需要比提示$γ-$射线发射长得多地处于活动状态。
2007-01-20 astro-ph
Magnetized Hypermassive Neutron Star Collapse: a candidate central engine for short-hard GRBs
超大质量中子星(HMNSs)是由快速的差速旋转支撑的平衡构型,可能是双中子星合并的瞬态残留物。虽然HMNS是动态稳定的,但诸如粘性或磁场的长期效应倾向于使HMNS均匀旋转,从而导致坍缩。我们模拟的演变磁化HMNS轴对称使用代码,解决了爱因斯坦-麦克斯韦-MHD方程组。我们发现,磁制动和磁旋转不稳定性(MRI)都有助于最终崩溃的HMNS旋转黑洞周围的大质量,热吸积环面和准直磁场。这样的热环面以中微子的形式强烈辐射,由此产生的中微子-反中微子湮灭可以为短硬伽马射线暴提供动力。
2007-02-02 astro-ph gr-qc
Refreshed Shocks and Afterglow Longevity in GRB
我们考虑火球模型中的喷出物有一系列的体积洛伦兹因子,使内部(较低的$Γ$)的部分可能携带大部分的质量,甚至大部分的能量。当火球扫过外部物质时,外部激波和接触间断会减速。这种减速使得速度较慢的喷出物能够赶上,补充和重新激活反向冲击波,并增强冲击波的动量。因此,可用于为余辉提供动力的能量可能大大超过爆发本身的能量。这样的模型允许广泛的可能性的余辉演变,即使在球对称膨胀的情况下。
1997-12-18 astro-ph
Impulsive and Varying Injection in GRB Afterglows
伽马射线暴余辉的标准模型是基于相对论性喷出物遇到周围介质时产生的爆炸波的同步辐射。我们重新分析了刷新的冲击场景,在这个场景中,速度较慢的物质追上减速的喷出物并重新给它提供能量。我们表明,这种情况下有两个重要的影响。首先,有一个额外的成分来自反向冲击,进入能量喷出物。这种情况会持续到恢复期,可能会持续数天或更长时间。我们发现,在这段时间内,总的谱峰被发现在特征频率的反向冲击。第二,如果注入是连续的,动态将不同于在恒定的能量演化,并会导致一个缓慢的下降所观察到的通量。一个简单的测试不断刷新的情况是,它预测的光谱最大值在远红外或毫米范围后几天。
2000-03-27 astro-ph
Can the jet steepen the light curves of GRB afterglow?
为了降低伽玛暴的总能量,许多学者提出了相对论性喷出物的聚束效应,因此寻找聚束效应的观测证据是非常重要的。Rhoads(1999)指出,当束状喷出物扫过外部介质时形成的冲击波的动力学将由于扫过的物质增加而被侧向膨胀显著地改变。他声称,在爆炸波的体洛伦兹因子($Γ$)下降到低于光束喷出物的初始张角($θ_{0}$)的倒数后不久,余辉光变曲线将出现急剧的中断。然而,其他一些作者进行了数值计算,并表明光变曲线的断裂比分析预测的更弱,更平滑。本文重新分析了喷流爆炸波的动力学演化,用解析方法计算了喷流发射,发现Rhoads预言的锐裂实际上并不存在,而且在大多数情况下,余辉光变曲线几乎不受侧向膨胀的影响,除非束角很小。我们证明,只有当$θ_{0}<0.1$,余辉光变曲线可能会变陡的横向扩展,事实上,不可能有两个突破之前声称。我们还构造了一个简单的数值代码来验证我们的结论。
2000-04-26 astro-ph
Aspherical Explosion Models for SN 1998bw/GRB 980425
最近发现的不寻常的超新星SN 1998 bw及其与伽马射线暴GRB 980425的明显相关性,提出了关于GRB和超新星的新问题。虽然光谱类似于Ic型超新星,但在早期有明显的差异,SN 1998 bw在最大光下显得异常明亮和红色。根据吸收特征的多普勒频移推断,SN 1998 bw的表观膨胀速度似乎很高,这使得SN 1998 bw可能是一颗爆炸能量在20 - 50 E51 erg之间、喷出物质量超过6 - 15 M_o的“超新星”。基于非球面爆炸的光变曲线计算和指导下的偏振观测的“正常”SNIC和相关事件,我们提出了一个替代的图片,使SN 1998 BW有一个爆炸能量和喷出物质量一致的核心坍缩超新星(虽然在“亮”端)。我们证明,SN 1998 bw的LC可以理解为一个大质量恒星的非简并C/O核在旋转轴上发生的非球面爆炸的结果,爆炸能量为2foe,从相对于对称面的大倾角方向看,其喷出物总质量为2 M_o。在这个模型中,高膨胀速度是非球面爆炸的直接结果,而非球面爆炸又会产生扁圆的等密度线。这表明,基本的核心崩溃爆炸过程本身是强烈的不对称性。
1998-08-10 astro-ph
Magnetic fields in GRBs
本文在火球模型和电磁模型的框架下讨论了磁场在伽玛暴爆炸中的动力学作用。我们对比这两种模型的观测预测,并认为,只有非常早期的余辉观测,几乎与即时阶段一致,可以被用来作为决定性的测试喷出物的内容。
2004-12-12 astro-ph
The rise of the afterglow in GRB 050820a
RAPTOR望远镜记录的GRB 050820 a的早期光学余辉显示了即时发射和余辉初始上升的贡献。因此,它是非常适合的动力学演化的研究伽玛射线暴喷出物时,它首先经历了环境的减速效应。这是一个复杂的阶段,内部冲击、反向冲击和正向冲击都可能同时存在。我们已经开发了一个简化的模型,可以按照这些不同的冲击近似,但自洽的方式。并将其应用于GRB 050820a的瞬发光变曲线和余辉光变曲线。我们表明,余辉的上升过程中的即时发射有一些重要的后果。在内部冲击完成之前,反向冲击传播回喷出物中,这影响了伽马射线剖面的形状。当外部介质具有均匀密度时,我们得到最好的结果,但是获得即时和余辉发射的同时拟合并不容易。我们讨论了一些可能有助于改善这种情况的可能性。
2007-07-06 astro-ph
The upstream magnetic field of GRB shocks
伽马射线暴(GRB)余辉发射被认为是由电子的同步辐射产生的,电子被相对论无碰撞激波加速到高能,传播到弱磁化等离子体中。余辉观测已被用来约束冲击后的磁场和结构,以及加速电子能量分布。在这里,我们表明,X射线余辉观测在一天的时间尺度上限制震前磁场满足B>0.2[n/(1/cc)]^{5/8} mG,其中n是震前密度。这表明,要么是激波传播到一个高度磁化的快速风中,速度约为10^3 km/s,要么是激波前的磁场被强烈放大,最有可能是由于高能激波加速粒子的流动。更严格的约束可以通过在晚的,> 1d的时间在高光子能量下的余辉观测来获得。
2006-07-02 astro-ph
Asymmetric Wolf-Rayet winds: implications for GRB afterglows
最近对Wolf-Rayet(WR)双星WR 151和WR 155的观测表明,它们的星风是不对称的。我们表明,这种不对称性可以改变星风气泡结构,使风终止冲击波更接近WR恒星。如果风的不对称性是由旋转引起的,风的密度和风终止冲击的距离都沿着旋转轴减少了几个因素,为观察到的赤道到极点的风密度比WR 151。如果这种不对称性持续到地核坍缩,那么超新星喷出物或伽马射线暴喷流到达风终止激波所需的时间就会缩短。这导致了超新星喷出物的扭曲结构,并使其更有可能是一个恒定的密度环境推断从伽马射线暴余辉观测。
2007-01-25 astro-ph
A Link between Prompt Optical and Prompt Gamma-Ray Emission in Gamma-Ray Bursts
宇宙伽马射线暴(GRB)随伽玛射线一起到达的即时光发射是为爆炸提供动力的发动机的特征、爆炸的超相对论喷出物的性质以及喷出物与周围环境的相互作用。到目前为止,只有GRB 990123在爆发阶段在光学波长上被检测到。它的即时光发射是可变的,与即时伽马射线发射无关,这表明光发射是由喷出物与周围物质碰撞产生的反向冲击产生的。本文报道了GRB 041219a的瞬发光辐射。它是可变的,并与瞬发伽马射线相关,表明可见光和伽马射线的共同起源。在标准的伽玛暴火球模型的背景下,我们把这个新的光学组件驱动到爆裂喷出物的内部冲击的内部引擎的变化。关联光辐射是对射流与介质分离的直接探测。非相关光发射的定时强烈地依赖于介质的性质。
2005-04-05 astro-ph
Gamma-ray burst early optical afterglows: implications for the initial Lorentz factor and the central engine
在GRB 990123、GRB 021004和GRB 021211上观测到了早期的光学余辉,揭示了丰富的反向冲击辐射特征。预计Swift将发现更多早期的余辉。在这里,我们调查在一个统一的方式都向前和反向的外部冲击发射组件,并介绍了一个简单的配方,直接约束的初始洛伦兹因子的火球使用早期的光学余辉数据。该方案在很大程度上是独立的冲击微观物理。我们确定了两种类型的组合的反向和正向冲击发射,并探讨其参数制度。我们还讨论了一个可能的诊断磁化喷出物。有证据表明,GRB 990123的中央发动机是强磁化的。
2003-06-06 astro-ph
Intrinsic Radiation from Poynting Jets and Magnetized Collisionless Shocks
本文总结了近年来对坡印廷喷流辐射和强磁化无碰撞激波的PIC模拟结果。我们发现,在所有情况下的辐射功率输出远低于预测的同步辐射和临界频率也远低于同步辐射的临界频率。我们讨论了解释伽玛射线暴提示发射数据的影响。
2006-10-13 astro-ph
A Unified Treatment of the Gamma-Ray Burst 021211 and Its Afterglow Emissions
高能瞬变探测器(HETE)II探测到的伽马射线暴(GRB)021211在X射线和伽玛射线能量带中具有简单的光变曲线,除了预期的泊松变化之外,包含一个峰值和很少的时间波动。这样的爆发提供了对伽马射线暴和余辉辐射统一认识的最好机会。我们提供了一个详细的建模观测到的辐射从GRB 021211在爆发和余辉阶段。早期光发射与(11分钟前),这可能来自反向冲击加热的喷出物,和后期余辉发射的正向冲击(晚于11分钟)需要喷出物中磁场的能量密度,表示为均分值的分数或$ε_B$,比11分钟时的前向激波大大约10倍的$^3$。我们发现,唯一一致的伽玛射线暴021211中的伽玛射线发射模型是同步辐射的前向冲击波,解释峰值流量在伽玛射线暴需要$ε_B$在前向冲击波减速大于在11分钟的值约10 $^2$的一个因素。这些结果表明,在反向冲击波和早期的正向冲击波的磁场是最有可能冻结在现场的爆炸,因此,在爆炸中的能量的大部分最初存储在磁场。我们可以排除GRB 021211爆发的喷出物中每个质子包含超过10个电子-正电子对的可能性。
2003-05-23 astro-ph
GRB 060418 and 060607A: the medium surrounding the progenitor and the weak reverse shock emission
我们用伽马射线暴(GRB)极早期余辉光变曲线的上升行为来约束环暴介质剖面。利用这种方法,我们发现了一个恒定的和低密度的介质轮廓GRB 060607A,这是一致的推断从晚余辉数据。此外,我们表明,在这两个伽玛暴余辉的IR闪光的情况下是一致的标准的外部反向冲击模型,从而使模型,如高磁化伽玛暴外流是不必要的在一定程度上。
2007-04-11 astro-ph
Asymmetric neutrino propagation in newly born magnetized strange stars: GRB and kicks
我们考虑了在CFL阶段具有高能隙δ> 100 MeV的强磁化奇异星的早期冷却演化。我们演示了这个模型可以解释的伽马射线暴现象的主要特点,也产生一个强大的明星踢。该机制是基于中微子发射沿磁涡旋线的光束。结果表明,在足够高的初始温度T_0 ~ 30 - 60 MeV,表面磁场B_s ~ 10 ^{15} - 10^{17} G的条件下,窄束流内的能量释放可达10^{52} erg,时间尺度在10^{-2} s(对于较小的磁场)到10 s之间.上述机制与产生中微子的弱相互作用过程在磁场中的宇称破坏一起,允许奇怪的星踢。磁场越强,恒星的反冲速度就越大。这些速度可能覆盖与观测到的脉冲星反冲速度相同的范围。
2006-01-21 astro-ph hep-ph nucl-th