黑洞超吸积内流-外流模型I:限制长暴和超长暴前身星属性

黑洞超吸积内流-外流模型,即旋转的恒星级质量黑洞在超吸积过程中可能会有强烈的外流现象,而伽玛射线暴的供能方式以BZ机制为主(所需净吸积率较小)。

一般认为,长暴和超长暴起源于大质量恒星的塌缩。利用前述模型,结合长暴和超长暴的光度及持续时间,可以有效地限制前身星的质量、金属丰度等属性。结果显示,对于时标十秒左右的长暴要求其前身星的金属丰度为0或为太阳金属丰度,显然这一类前身星比例是很小的;而恰恰是时标较短的长暴占长暴比例最高。对于百秒或千秒的长暴,要求其前身星的金属丰度较低,而这类恒星比例最高。除非抛弃中心引擎活动时间大致等于瞬时辐射时标的观点,而是前者远大于后者(时标较短的长暴中心活动时间约为百秒,即X射线的部分辐射也起源自中心引擎活动),才能有效地解决这一矛盾。

同时,我们还注意到,对于超长暴的前身星,在该模型下并不需要之前人们认为的70倍太阳质量以上的前身星,通常意义上的大质量恒星塌缩都可以产生超长暴。

该工作已被ApJ接受,第一兼通讯作者为我系刘彤教授,合作者包括博士研究生宋翠英、美国内华达大学拉斯维加斯分校张冰教授(北京大学长江学者讲座教授)、我系顾为民教授和澳大利亚莫纳什大学Alexander Heger教授。

文章链接