Magnetic Fields, Accretion, and the Central Engine of Gamma-Ray Bursts
我简要回顾了吸积物理学中的磁效应,然后讨论了伽马射线暴可能的中心引擎。沉浸在非轴对称磁场中的旋转黑洞会经历一个试图使自旋和场对齐的扭矩。我认为,伽马射线暴主机可能提供的条件下,这种效果允许快速提取的一个显着的一部分洞的旋转能量。我认为,大部分的电磁辐射是在两个狭窄的光束平行和反平行的渐近场方向。这幅图表明,在相对论外流中,只有10^-5 M太阳的质量被排出,这与火球图所要求的一样。
2005-02-28 astro-ph
Central engine afterglow of Gamma-ray Bursts
在2004年之前,几乎所有的伽玛暴余辉数据都可以在外部冲击模型的背景下理解。这种情况在过去两年中发生了变化,当时很明显,一些余辉成分应归因于中央发动机的活动;即,{ \it中央发动机余辉}。我们在这里审查余辉排放,是直接相关的伽玛射线暴中央引擎。Katz,Piran & Sari提出的这种解释在前{ \it Swift}时代是很独特的,现在已经被普遍接受。
2007-12-13 astro-ph
Quark Deconfinement inside Compact Stars and Gamma Ray Bursts Inner Engine
伽马射线暴的时间结构可以被解释为假设一个内部引擎的中子星,通过生产的奇异(超子和K介子)和夸克进行了渐进的紧化。我们将提出一个尝试性的识别不同的发射周期的爆发与特定的结构变化的明星。致密恒星的每一种成分变化都是以爆燃而不是爆炸的形式发生的,因此在转变中释放的能量主要转化为热量,而不是机械波。这对于避免致密恒星周围区域的重子污染是很重要的。通过这种方式,我们可以得到由电子-正电子对和光子组成的超相对论等离子体,为伽马射线暴提供能量。
2006-08-10 astro-ph
Quiescent times in gamma-ray bursts: II. Dormant periods in the central engine?
在伽马射线暴的内-外激波模型的框架内,我们研究了引起伽玛射线光变曲线静止时间的各种机制。特别是,我们寻找可以为我们提供证据的签名,以证明中央引擎是否在与间隙持续时间相当的一段时间内休眠。我们表明,提示伽马射线和X射线发射的属性可以在原则上确定是否是由于调制的相对论风或关闭中央引擎的静止发作。我们认为,从反向冲击的即时余辉发射的详细观测将强烈约束的可能机制,生产的静止时间在伽马射线暴。
2001-02-12 astro-ph
Gamma Ray Burst Central Engines
我回顾了长持续时间伽马射线暴(GRB)中心引擎理论的各个方面。我关注的是任何模型的要求;这些包括祖先的角动量,功率,洛伦兹因子,不对称性,流动的持续时间,以及与明亮超新星的关联和非关联。根据这些要求,我比较和对比了磁星和毫秒原磁星模型。后一种模型能够产生洛伦兹因子约为100的流动,同时在约10-100 s的时间尺度内保持约10^50尔格/s的动力学光度。
2008-07-04 astro-ph
Variabilities of Gamma-Ray Burst Afterglows: Long-acting Engine, Anisotropic Jet or Many Fluctuating Regions?
我们发现,简单的运动学参数可以限制伽马射线暴(GRB)余辉的时间尺度和振幅,特别是当余辉的时间尺度小于观测时间Δt < t时。这些限制有助于我们确定余辉变化的来源。GRB 011211和GRB 021004的余辉稍微违反了这些限制。如果Swift卫星证实了这种违反,一个可能的解释是:(1)驱动GRB喷流的致密天体持续喷射间歇性外流,持续时间很长(> 1天),(2)中央发动机的GRB喷流具有时间各向异性,大亮度对比度> 10,小角结构< 10^{-2},或(3)在发射位置中许多(> 10^{3})区域同时波动。
2005-06-08 astro-ph
Hyper-accreting black holes
超吸积盘是中微子和磁化喷流的短暂而强大的来源。这样的圆盘是伽马射线暴的合理来源。本文介绍了盘的结构、盘周围中微子向正负电子等离子体的转化以及爆发后的演化。
2008-10-15 astro-ph
Modeling Supernova-like Explosions Associated with Gamma-ray Bursts with Short Durations
现在有很好的证据将短硬伽玛暴与相对较低的红移(红移约为0.2)的椭圆星系和螺旋星系联系起来。这与长时间事件的平均红移约为2形成对比,长时间事件也只发生在恒星形成星系中。宿主的多样性让人想起Ia型超新星,人们广泛(但不是普遍)认为Ia型超新星起源于白矮星的合并。以此类推,人们假设短硬爆发起源于中子星合并。合并,以及恒星核心坍缩事件(II型SNe和长持续时间GRB)伴随着长寿命的亚相对论组件由爆炸中产生的不稳定元素的放射性衰变提供动力。因此,探索短持续时间事件是否也有由放射性提供动力的喷出物(即类似超新星)是有趣的。观测已经告诉我们,在最初几个经过充分研究的短硬爆发中,任何类似超新星的成分都必须比Ia型或核心坍缩超新星的典型成分要暗。我没有把较弱的超新星成分称为"迷你超新星",这是一个词源学上站不住脚的术语,我使用术语{\it macronova}。我调查的macronovae由中子衰变和放射性镍供电的可观测性。另外,我注意到macronova将重新处理来自长寿命中心源的能量发射。我发现,令人惊讶的有趣的限制macronovae的基本参数,可以获得提供的意见,目前的10米级望远镜在一个小时到一天的范围内的爆发。
2005-10-10 astro-ph
Hyperflares of SGRs as an engine for millisecond extragalactic radio bursts
我们认为Lorimer等人(2007)发现的强毫秒河外射电爆发(mERB)可能与河外软伽马射线中继器的超耀斑有关。这种超耀斑的预期速率$\sim$ 20 - 100 d $^{-1}$ Gpc $^{-3}$与Lorimer等人估计的值非常一致。无线电发射的可能机制与Lyutikov(2002)讨论的磁星磁层中的撕裂模不稳定性有关,并且可以使用脉冲串能量的简单缩放从mERB产生对应于观测到的$\sim$ 30 μ y的无线电通量。
2007-11-28 astro-ph
Blandford-Znajek process as a gamma ray burst central engine
我们调查的可能性,伽马射线暴是由一个中央引擎组成的黑洞与外部磁场支持周围的磁盘或环面。黑洞的转动能量可以通过电磁方式提取为坡印廷通量,这是Blandford和Znajek(1977)提出的一种机制。最近观察到的磁星表明,一些致密物体具有非常高的磁场,高达$10^{15}$ G,这是在GRB持续时间内提取能量所需的,即,在1000 s或更少。我们还证明了坡印廷通量基本上不需要由磁盘主导。
1999-05-28 astro-ph
Meson Synchrotron Emission from Central Engines of Gamma-Ray Bursts with Strong Magnetic Fields
伽马射线暴(GRB)被认为是由仍然未知的中央引擎提供动力的时间尺度在$1ms \sim$几秒的范围内。我们认为,如果伽玛暴中心发动机是一个可行的强介子同步辐射的网站,如果他们是紧凑的天体物理对象,如中子星或旋转黑洞具有极强的磁场$H \sim10^{12} - 10^{17}G$,如果质子或重核被加速到超相对论能量的顺序$\sim 10^{12}-10^{22}eV$。我们证明了像$π^{\pm}$这样的带电标量介子和像$ρ$这样的重矢量介子,它们在$π^{\pm}$上有几种衰变模式,可以通过与超相对论核子的强耦合以比光子大一千倍的高强度发射。这些介子同步辐射过程最终会产生具有$10^{12} eV \leq E_ν$的高能宇宙中微子爆发。这些中微子将在短伽马射线暴的早期持续时间内被探测到。
1999-09-16 astro-ph
The Observational Basis for Central Engines in Gamma Ray Bursts
我们回顾了单壳层(如外激波模型)和多壳层(如内激波模型)上发生的伽马射线暴的观测差异。我们并不反对外部冲击或内部冲击,而是反对一个单一的外壳和一个足够小的中央引擎,以产生典型的伽玛射线暴时间历史,而不违反因果关系或其他运动学限制。预期的配置文件和平均光谱演变从一个单一的壳相比,许多爆发的平均值,发现是不同的。在许多伽马射线暴中存在间隙,这是一个反对单一壳层的有力论据,因为观察者在任何时候都应该看到许多因果不连通的区域,而且由于大量因果不连通的区域,很难用单一壳层来解释快速的变化。脉冲串中作为时间函数的脉冲宽度应该增加,因为在到达时间和离轴发射角之间存在一对一的关系。观察表明,脉冲宽度不随时间增加。最后,在GRB 990123中,同时进行的光学观测有减速的证据,但伽马射线脉冲没有显示出脉冲结构的延长。我们的结论是,伽马射线暴是由一个相对较小的中央引擎。
1999-06-08 astro-ph
The Central Engines of Gamma-Ray Bursts
本文简要回顾了长时间软伽马射线暴(GRB)的“中心引擎”模型,重点介绍了GRB模型。越来越多的证据支持这一假设,即伽玛暴是一种发生在恒星形成区的类似超新星的现象,与普通超新星不同的是,它们的大部分能量集中在高度相对论性的喷流中。这种爆炸的可能的祖先和物理进行了讨论,并强调了新兴的相对论性喷流与坍缩恒星的相互作用的重要作用。这种相互作用可能是负责在长,软伽玛暴中看到的大部分时间结构。我们所说的“伽玛射线暴”实际上可能是一组不同的现象,其中一个关键参数是观察到爆发的角度。GRB 980425/SN 1988 bw和最近发现的硬X射线闪光可能是这种多样性的例子。
2002-06-01 astro-ph
The nature of the outflow in gamma-ray bursts
雨燕卫星使我们能够跟踪伽马射线暴(GRB)火球从瞬发伽玛射线发射到余辉阶段的演变。斯威夫特卫星上的望远镜获得的早期X射线和光学数据表明,瞬发伽马射线发射的来源,即预示这些爆发的发射,是短暂的,它的来源不同于随后的长寿命余辉。利用这些数据,我们确定了伽马射线源到爆炸中心的距离。我们发现这个距离是1 e15 - 1 e16厘米的大多数爆发,我们表明,这是在一个因素的10个半径的冲击加热的星周介质(CSM)产生的x射线光子。此外,使用早期的伽马射线,X射线和光学数据,我们表明,即时伽马射线发射不能产生在内部冲击,也不能产生在外部冲击;在更一般的意义上的伽马射线产生机制的基础上冲击物理解释伽玛射线暴数据的10斯威夫特在这项工作中分析的问题。磁场主导的伽玛暴外流模型有一些吸引人的特点,虽然它的证据是不确定的。最后,X射线和光学数据使我们能够提供一个上限的CSM的密度约10个质子每立方厘米的距离约5e 16厘米的爆炸中心。
2007-02-12 astro-ph
Gamma-Ray Bursts: Afterglows and Central Engines
伽马射线暴(GRB)是天空中最强烈的瞬变伽玛射线事件,同时有强有力的证据(如BASTE探测到的各向同性和不均匀分布)表明它们位于宇宙学距离上,这使它们成为迄今为止已知的能量最高的事件。例如,观测到的某些伽玛暴的辐射能量相当于将一个以上的太阳质量能量完全转换成辐射。这比超新星爆炸的能量强上千倍。这些神秘事件需要非常规的能量机制和极高的转换效率。最近发射的BeppoSAX卫星和地面射电和光学望远镜在伽玛暴余辉中发现了宇宙学距离上的宿主星系和超新星关联,为伽玛暴的宇宙学起源提供了进一步的支持,并对伽玛暴的中心引擎提出了强有力的限制。本文综述了伽玛暴可能的中心动力、能量机制、动力学和光谱演化,特别是多波段余辉。
2001-01-10 astro-ph
On the Central Engine of short Gamma-ray Bursts
我们评估了从中子星合并产生短伽玛暴的两种机制:中微子和反中微子对的湮灭以及残余物内的磁性过程。我们发现,中微子驱动的风从遗迹可以准直射流通过中微子湮灭到一个小的立体角。这种机制满足观测上的视光度和合并事件率的约束。此外,在遗迹中心形成的超大质量中子星,预计将充当对流发电机,在几分之一秒内达到均分场强。相关的自旋下降时间尺度类似于短伽玛暴的典型持续时间。
2003-09-16 astro-ph
A Central Engine for Cosmic Gamma-Ray Burst Sources
对以前提出的宇宙伽马射线暴源的“中心引擎”家族之一(Kluenniak & Ruderman 1998)进行了详细的研究。一个稳定吸积的$10^6$高斯磁白矮星应该最终崩溃到一个强烈的差异旋转,毫秒旋转周期的中子星为一个广泛的稳定吸积率和初始质量,如果吸积白矮星有一个演变的O-Ne-Mg组成。一个类似的中子星也可能由最初的碳氧白矮星产生,但只有在更严格的吸积速率下。因为坍缩的白矮星开始时是一个$γ=4/3$多面体,最后的中子星的自旋速率随着圆柱半径的增加而强烈增加。中子星的极向磁场稳定地卷起,然后产生有浮力的磁环,磁环生长、松动、上升,并部分穿透中子星表面,形成一颗瞬变的、具有强大脉冲星风的$B\approx 10^{17}$ G毫秒自旋周期脉冲星(Usov 1992)。这种脉冲星风辐射随后被强烈的恒星差异自转引起的表面剪切运动迅速抑制。这种卷起和短暂的脉冲星形成可以发生在不同的圆柱体上的其他时间和/或在同一个圆柱体上重复,(重新)卷起和表面穿透的时间尺度比中子星的毫秒旋转周期长得多。这样一来,差速旋转就打开和关闭了一扇大门,这扇大门让中子星的自旋能量以脉冲星风的强大爆发形式释放出来。这个模型的预测相比有利的伽马射线暴源(总能量,持续时间,子突发波动和时间尺度,突发事件之间的变化,和重子加载)所需的中央引擎属性。
2000-03-31 astro-ph
On the Mechanism of Gamma-Ray Burst Afterglows
由前向激波产生余辉的标准模型不被最近的观测所支持。我们提出了一个模型,其中前向冲击是不可见的,余辉是由一个长寿命的反向冲击爆发喷出物发射。它解释了观测到的光学和X射线光变曲线,包括在10^3-10^4秒处的平台,以及一个特殊的色变突变,以及先前与爆炸的光束角有关的第二个突变。高原形成后,暂时下降的反向冲击压力远低于向前冲击压力。可以描述这种冲击波的最简单的形式主义是“机械”模型(Beloborodov,Uhm 2006);我们在计算中使用它。
2007-08-11 astro-ph
Relativistic Precessing Jets and Cosmological Gamma Ray Bursts
我们讨论了伽马射线暴可能是由宇宙学相对论团块发射的中子星喷流进动通过视线引起的。射束减少了能量需求,使得射流发射可以持续比观察到的爆发持续时间更长的时间。一种旋进模式维持短持续时间尺度,而第二种模式使波束无法返回视线,这与中继器的缺乏一致。与寿命短的射流相比,这些物体的长寿命减少了生产所需的数量。斑点可以解释突发的时间结构。在这里,我们主要集中在运动学和时间尺度上的考虑,光束,进动,和斑点的问题,这是合理的独立的加速和射流准直机制。我们认为,大振幅的电磁波可能是一个源的斑点加速度。
1996-09-17 astro-ph
X-ray flares and the duration of engine activity in gamma-ray bursts
在雨燕伽马射线暴中,在规则的余辉衰减上叠加了明亮的X射线耀斑,这一发现引发了对它们起源的理论猜测。我们研究了由于内部耗散和外部激波机制引起的耀斑的时间特性。我们首先表明,至少有相当大的一部分耀斑不能与外部冲击机制,因为外部冲击耀斑演化的时间尺度比观察到的要长得多。然后,我们从内部耗散研究耀斑,表明的时间属性,使我们能够区分发射缓慢的早期壳晚更快的壳。我们表明,由于检测到的耀斑的快速演变,它是最有可能的耀斑是由相对较快的壳喷射的中央引擎前不久,他们被观察到。这意味着在某些情况下,中央引擎必须活动长达一天。最后,我们讨论的约束条件和影响,这一观察的性质和物理的内部引擎,我们阐述了未来可能的观测测试耀斑样本,以进一步了解其起源和物理。
2006-11-30 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
A contemporaneous infrared flash from a long gamma-ray burst: an echo from the central engine
导致宇宙伽马射线暴(GRB)的爆炸被认为是从两个物理过程中产生辐射的-中心发动机的活动通过内部冲击引起爆发的高能辐射,随后流动与外部环境的相互作用产生长波长的余辉。虽然余辉观测继续完善我们对GRB祖先和相对论性冲击的理解,但仅凭伽马射线观测还没有得到关于即时发射起源的清晰图像,也没有得到中央引擎的细节。只有一个并发的可见光瞬态已被发现,并与发射从外部冲击。在这里,我们报告的红外(IR)发射的发现同时与GRB,开始7.2分钟后GRB 041219 a的发病。我们的机器人望远镜在爆发的活跃阶段获得了21张图像,产生了与GRB相关的任何长波长发射的最早多色观测。对初始红外脉冲的分析表明,其起源与内部冲击一致。这为用长波长地面观测研究伽玛暴的中心引擎提供了新的可能性。
2005-03-23 astro-ph
Spinar Paradigm and Gamma Ray Bursts Central Engine
自旋体是一种准平衡坍缩体,其平衡由离心力和引力的平衡维持,其演化由其磁场决定。最近讨论的自旋准平衡模型作为伽玛暴中的超长X射线平台的过程(Lipstrike & Gorbovskoy,2007)。本文提出了一个简单的考虑旋转和磁场作用的非定常三参数坍缩模型。该理论的输入参数是恒星的质量、角动量和磁场。该模型包括以下效应的近似描述:离心力,克尔度规的相对论效应,核物质的压力,由于磁场引起的角动量耗散,由于压缩和广义相对论效应(黑洞没有野兔)引起的偶极磁矩减小,中微子冷却,时间延缓和引力红移。该模型描述了中央引擎的时间行为,并演示了这种行为的性质类型的定性变化。我们应用我们的方法来解释观测到的所有类型的伽马射线暴的特点。特别是,该模型允许的前兆,X射线和光学爆发的现象,并在几千秒的时间尺度上的高原的外观是统一的。
2007-11-02 astro-ph
Gamma-ray Burst Afterglow with Continuous Energy Injection: Signature of a Highly-Magnetized Millisecond Pulsar
我们调查的后果连续注入中央引擎的伽马射线暴余辉发射,更具体地集中在一个高度磁化毫秒脉冲星引擎。对于初始脉冲星参数在一定区域内的参数空间,余辉光变曲线预测显示出独特的消色差凹凸功能,其发病时间和持续时间的范围从几分钟到几个月,取决于脉冲星和火球参数。对这些特征的检测或上限将对爆发祖源和类磁星中央引擎模型提供约束。象GRB 000301C余辉那样的消色差隆起可能是由P0=3.4毫秒、Bp=2.7e14高斯的毫秒脉冲星引起的。
2001-03-15 astro-ph
A three stage model for the inner engine of Gamma Ray Burst: Prompt emission and early afterglow
我们提出了一个新的模型内的“夸克新星”的情况下解释的长期伽马射线暴(GRB)与雨燕卫星最近的观测早期余辉。这是一个在核心坍缩超新星背景下的三阶段模型。第一阶段是一个吸积(原)中子星,导致核心坍塌和伽玛暴之间可能存在延迟。第二阶段是一个吸积的夸克星,产生即时伽玛暴。第三阶段,只有当夸克星坍缩形成黑洞时才会发生,由一个吸积黑洞组成。在这个吸积过程中发射的喷流与第二阶段的喷出物相互作用,并可能产生在X射线余辉中经常看到的耀斑活动。除了新发现的早期X射线余辉特征之外,这个模型可能能够解释伽马射线暴的能量和时间尺度。
2007-05-08 astro-ph
Central engines of Gamma Ray Bursts. Magnetic mechanism in the collapsar model
在这项研究中,我们探讨的磁机制的超超新星和相对论喷流的长时间伽马射线暴内的恒星的情况。这是我们早期工作的延伸[1]。我们使用轴对称的广义相对论磁流体动力学代码,利用一个现实的状态方程,并考虑到冷却与中微子的发射和能量损失,由于原子核的解离跟踪到一个旋转的中央黑洞的大规模旋转恒星的崩溃。中微子加热不包括在内。我们描述了不同的黑洞旋转,质量吸积率,和祖先的磁场强度的解决方案。其中一些表现出强烈的爆炸驱动的坡印廷占主导地位的喷流的功率高达$12\times10^{51} {erg s}^{-1}$。这些喷流来自黑洞,并通过Blandford-Znajek机制提供动力。导出了爆炸的临时判据。可从http://www.maths.leeds.ac.uk/~serguei/research/movies/anim.html下载大量模拟影片
2008-09-08 astro-ph
The central engine of gamma-ray bursters
伽马射线暴被认为产生于相对论性冲击波中,距离爆炸能量最初释放的点10到1000 AU。为了解释大多数伽玛暴中观测到的伽马射线发射的持续时间和可变性,为冲击提供动力的中央发动机必须在几秒钟到几分钟内保持活跃,但其输出必须在更短的时间尺度上强烈波动。我们展示了一个中子星如何在毫秒周期(DROMP)差分旋转可能是这样一个引擎。磁化的DROMP会反复地将环形磁场缠绕到大约10**17 G,并且只有当每个浮力磁场环浮到并突破恒星表面时才释放相应的磁能。由此产生的快速子爆发,由相对静止的阶段分开,重复,直到这些事件耗尽了差异旋转的动能。释放的能量和各种时间尺度的计算值与伽玛暴的观测结果一致。每个子爆发中的重子负载也可能与爆炸波的理论要求一致,爆炸波能够提供最近从宇宙学距离观察到的X射线,光学和无线电余辉。DROMP可以在几种天体物理事件中产生;其中一些预计会以大约观测到的GRB速率发生。在中子星诞生或消亡时,就可以赋予它们必要的差动自转:有些DROMP可能产生于恒星形成区附近,而另一些则可能产生于远离星系的地方。
1997-12-24 astro-ph
The Blandford-Znajek Process as a Centeral Engine for a Gamma Ray Burst
我们调查的可能性,伽马射线暴是由一个中央引擎组成的黑洞与外部磁场锚定在周围的磁盘或环面。能量来源是黑洞的旋转,并通过坡印廷通量以电磁方式提取,这是Blandford和Znajek(1997)首次提出的活动星系核机制。考虑到黑洞的最大旋转能量和电磁提取效率,我们发现黑洞的最大9%的静止质量可以转化为坡印廷流,即对于质量为M的黑洞,产生伽马射线暴的能量为1.6 × 10^{53}M/ M_{sun} erg。我们表明,在各种伽玛射线暴的情况下形成的黑洞可能包含所需的高角动量。为了在所需的时间\lsim 1000 s内从黑洞中提取能量,在黑洞附近需要10^{15}G的场。我们给出了一个例子,一个磁盘加场结构,既提供所需的领域,使坡印廷通量从孔占主导地位的磁盘。从而我们证明了所提取的坡印廷能不需要由盘主导,也不限于盘的结合能。这意味着Blandford-Znajek机制仍然是为伽马射线暴提供动力的一个很好的候选者。
1999-06-12 astro-ph
Is GRB 050904 a super-long burst?
在考虑同步辐射过程的内激波模型下,假设所有内激波能量几乎相等,分析了不同观测时刻下不同半径的伽马射线暴(GRB)辐射。我们将该模型应用于GRB 050904,发现我们的分析结果可以为GRB 050904的多波段观测提供一个自然的解释。这表明,X射线耀斑发射和这次爆发的光学发射可能源于内部冲击,这是由于从中央发动机喷射出的能量几乎相等的炮弹之间的碰撞。因此GRB 050904看起来是一个具有超长中央引擎活动的爆发。
2007-03-07 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
The formation and merger of compact objects in central engine of active galactic nuclei and quasars: gamma-ray burst and gravitational radiation
在活动星系核(AGN)和类星体(QSO)中,由于类星体核内的吸积盘与主序星之间的相互作用,致密天体即中子星(NS)和黑洞(BH)的产生率非常高,而频繁的超新星爆发被用来解释其高金属丰度。由于红巨星的捕获截面较大,很容易形成致密天体-红巨星双星。(NS/BH,NS/BH)双星是在(NS/BH,RG)双星超新星爆发后形成的。强烈的瞬变伽玛射线辐射(伽马射线暴)和引力辐射可以从这两个致密物体的合并中产生。RG的氦核(Hc)与黑洞的碰撞也可能发生,也可能产生长时间的伽马射线暴,但不会产生引力波。我们估计(NS/BH,NS/BH)双星和(Hc,BH)双星的合并率与金属丰度$({\rm \frac{NV}{CIV}})$成正比,每个活动星系核/类星体的合并率可高达每年10 $^{-3}({\rm \frac{NV}{CIV}}/0.01)$。
1999-08-20 astro-ph
General relativistic effects of strong magnetic fields on the gravitational force: a driving engine for bursts of gamma rays in SGRs?
在广义相对论中,所有形式的能量都对引力有贡献,而不仅仅是牛顿物理学中的普通物质。这一事实可以在被磁场(B)弥漫的相对论性恒星的修正流体静力平衡方程中看到。它有一个额外的条款耦合到物质的一部分,以及一个各向异性的条款,这是纯粹的磁起源。当B足够强时,来自对角电磁场张量的径向分量改变的压力的附加项削弱了引力,甚至可以通过反转其符号来产生引力的吸引性质的意外变化。在极端的情况下,这种新的广义相对论(GR)效应甚至可以触发恒星的不稳定性,这是流体静压梯度突然逆转的结果。我们认为,这种GR效应可能是驱动在软伽马射线中继站(SGRs)中观察到的瞬态巨爆发的可能的中央引擎。在中子星(NS)的小范围内,可以发生强磁凝聚。超过临界极限,这些高度磁化的气泡可能会爆炸,释放出捕获的能量,作为~ 10^{36-40}尔格的伽马射线爆发。
2004-11-24 astro-ph
A Universal Central Engine Hypothesis for Short and Long GRBs
值得注意的是,短而硬的$γ$ -射线爆发(SHB)的X射线尾(XRT)类似于X射线闪光(XRF)。我们提出了一个普遍的中央引擎假说,作为解释这种好奇心的一种方式,其中SHB与长$γ$ -射线暴(GRB)在瞬发中的不同是因为宿主恒星的差异和伴随的环境差异,它们呈现给紧凑的中央引擎(而不是中央引擎本身的差异)。观测的限制和影响进行了讨论,特别是确认合并紧凑的对象的引力波推定的检测。
2008-10-16 astro-ph
Ultra-High-Energy Cosmic Rays from a Magnetized Strange Star Central Engine for Gamma-Ray Bursts
超高能宇宙射线(UHECR)一直试图与宇宙中已知的最多样化和最强大的来源有关。伽马射线暴(GRB)是自然的候选者。在这里,我们认为,宇宙射线可以加速大振幅电磁波(LAEMWs)时,在风中产生的伽玛射线暴的磁化中央引擎故障的磁场的MHD近似。这里考虑的中心发动机是一个奇异星,它是由低质量X射线双星系统中的一颗中子星通过吸积转化为奇异星而产生的。以这种方式产生的LAEMW将轻离子加速到最高能量$E = qηΔΦ_{max}$,其效率$η\sim 10^{-1}$解释了所有可能的能量损失。另外,我们也考虑的可能性,一旦形成,LAEMW是不稳定的,以创建一个相对论性强的电磁湍流,由于翻转不稳定。在该假设下,加速效率的下限估计为大约$η\sim 10^{-2.5}$。由于它们的年龄,低质量X射线双星系统可以位于低星际介质密度的区域,例如,球状星团或甚至星系际介质的情况下,高自行系统,宇宙射线的能量损失,由于质子碰撞光子在减速区被避免,从而打开了粒子利用全电压的可能性,远远超过目前观察到的。
2008-04-04 astro-ph
Quark Stars as inner engines for Gamma Ray Bursts?
提出了一种基于夸克星(推测自然界中存在)的伽马射线暴内引擎模型。我们描述了如何以及为什么这些对象可能构成新的候选人的伽玛射线暴内引擎。该模型的核心是在这样的恒星表面夸克物质的奇异相的开始,特别是2味色超导。这样一个阶段的一个新的特点是产生的粒子是不稳定的光子衰变提供了一个自然的机制,火球产生的方法,这是从根本上不同的模型中产生的火球期间的崩溃或转换的中子星夸克星的过程。该模型能够再现伽马射线暴的关键特征,如引擎的偶发活动(多次和随机壳层发射)和两种不同类别的暴(两个制度是孤立的模型与\sim 2秒和\sim 81秒的爆发总持续时间)。
2002-03-20 astro-ph hep-ph
Cosmic Rays from Gamma Ray Bursts in the Galaxy
利用最近的标准能量结果估算了银河系伽马射线暴(GRB)对地球的辐射事件率。我们假设伽玛暴加速高能宇宙射线,并提出了三维模拟宇宙射线在银河系磁场中移动和通过俯仰角散射扩散的结果。轴上GRB灭绝事件开始于强大的即时伽马射线和中子脉冲,随后是宇宙射线质子和中子衰变质子向地球扩散的更长寿命的阶段。我们的研究结果迫使重新解释报告~ 10^{18} eV的宇宙射线各向异性,并提供了一个严格的测试模型,高能宇宙射线起源于伽玛暴,这将很快与俄歇天文台进行测试。
2005-06-16 astro-ph
Long and short gamma-ray bursts, and the pulsar kicks
围绕伽马射线暴(GRB)的谜团之一是两类事件的起源:长伽玛射线暴和短伽玛射线暴。短伽玛暴与长伽玛暴的第一秒相似。我们认为,短爆发中断长爆发,我们指出了一个合理的中断机制,我们解释了观察到的时间尺度。类似超新星的中央引擎可能包含一颗中子星或一个被吸积盘和喷流包围的黑洞。在中子星的情况下,负责脉冲星反冲的相同机制可以破坏中央引擎,从而产生中断的短暂GRB。如果产生了一个黑洞,没有反冲就保证了伽玛射线暴的长持续时间。对于黑洞来说,反冲的时间延迟和不存在反冲是基于中微子振荡模型的自然结果。
2003-12-16 astro-ph
Implications of Neutron Decoupling in Short Gamma Ray Bursts
大约有一半观测到的伽马射线暴(GRB)可能是由超相对论质子壳层与星际介质(ISM)的碰撞引起的。根据中央引擎的特性,任何最初存在于伽玛射线暴火球中的中子都可能随着火球的加速而动态地去耦。这导致流出物由分离的快质子和慢中子组成。我们得到详细的影响中子退耦的短脉冲光变曲线观测。我们表明,中子衰变壳层与减速外壳层的碰撞预计会导致GRB光变曲线中可观察到的第二个峰值。可能有大量的光发射与这样的事件有关,因此即将到来的斯威夫特卫星可能能够对短爆发的模型施加限制。我们还讨论了有趣的推论,中央发动机特性允许现有的BATSE数据和中子去耦的考虑。
2001-06-18 astro-ph
Conversion of neutron stars to strange stars as the central engine of gamma-ray bursts
我们研究了中子星到奇异星的转换,这可能是伽马射线暴的能量来源。我们对中子星物质和奇异夸克物质的物态方程采用了不同的近期模型。我们发现,在转换中释放的能量总量在(1-4)10^{53}尔格的范围内(比以前的估计大一个数量级),并且与宇宙学距离上的伽马射线暴源所需的能量一致。
2000-01-27 astro-ph hep-ph nucl-th
Quiescent times in Gamma-Ray-Bursts: hints of a dormant inner engine
本文对长伽马射线暴的时间结构进行了统计分析。首先,我们考虑一个样本的爆发,其中有一个很长的静止时间。比较前的宁静后的发射,我们表明,它们显示出类似的时间结构,硬度比和发射功率,但平均而言,后的宁静发射大约是前的宁静发射的两倍。然后,我们考虑一个长而明亮的伽玛暴的样本。我们表明,每个排放周期的持续时间是兼容的,在各种内部发动机模型计算的活跃期的持续时间。相反,如果假设内部发动机总是活动的,即在静止时间期间也是,则在若干情况下,爆发的总持续时间大大超过理论持续时间。因此,我们的分析不支持解释长期的静止时间的随机调制的连续风。相反,静止时间可以被解释为内部发动机的休眠期。在休眠期之前和之后,内部发动机产生类似的排放。
2006-10-04 astro-ph hep-ph nucl-th
Magnetized hypermassive neutron star collapse: a central engine for short gamma-ray bursts
超大质量中子星(HMNS)是一个可能的过渡形成后,合并的中子星联星。在最新的完全广义相对论的磁流体动力学模拟中,我们发现磁化的HMNS由于通过磁制动和磁旋转不稳定性的角动量输运而经历了“延迟”坍缩到旋转的黑洞(BH).其结果是一个黑洞被一个巨大的、热的、带有准直磁场的环面所包围。环面以准稳定的吸积速率~10太阳质量/s吸积到BH上,环面的寿命~10 ms。环面的温度为\sim 10^{12} K,导致大量的中微子-反中微子热辐射。因此,HMNS的坍缩是产生短持续时间伽马射线暴以及伴随的引力波和中微子暴的一个有希望的方案。
2005-11-04 astro-ph gr-qc
Superconducting cosmic strings as gamma ray burst engines
超导弦的尖端可以用作GRB发动机。一个强大的电磁辐射束脉冲从尖点产生一个加速粒子射流,其传播被终止的冲击负责伽玛射线暴。一个单一的自由参数,对称性破缺的弦尺度$η\sim 10^{14} GeV$,加上关于宇宙磁场大小和它们所占体积分数的合理假设,解释了伽玛射线暴的速率,持续时间和通量,以及这些量的观测范围。弦的摆动可以驱动伽玛暴的短时结构。该模型预测,伽玛暴伴随着强烈的引力辐射爆发,这应该是由LIGO,VIRGO和LISA探测器检测到的。
2001-03-20 astro-ph gr-qc hep-ph
Gamma Ray Burst and Soft Gamma Repeaters. Spinning, Precessing Gamma Jets
研究伽马射线暴与软伽马重复体的能量来源,提出极端喷流模型以解释高能输出和喷流约束问题。
1999-06-28 astro-ph astro-ph.CO astro-ph.HE