应用中微子主导吸积流模型估计伽玛射线暴中心黑洞的质量与自旋

在各种高能天体物理现象的背后,黑洞吸积释放引力能都是不可或缺的能源机制。但是,由于各种原因,黑洞的质量和自旋这两个关键的属性一般却很难被估计。

作为伽玛射线暴(GRB)中心引擎的主流模型之一,中微子主导吸积流(NDAF)通过在其盘表面上方的中微子-反中微子湮灭释放能量来推动相对论性的喷流来形成一个 “火球”。这个“火球”适用于解释那些具有明显热成份的GRB。我们与合作者提出了一个基于NDAF和火球模型估计GRB中心黑洞质量和自旋属性的方法,并将此方法应用到热主导的GRB 101219B。通过它的观测数据估计出产生GRB喷流的初始半径,r0,并据此估计出它的中心黑洞的质量MBH~5-9M、无量纲自旋参数a*≥0.6;相应的吸积盘质量大概为3-4M(如图)。根据结果,我们倾向于认为NDAF是一个有利于产生这种具有较强热成分的GRB中心引擎模型。

文章链接:http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-637X/821/2/132

                                      

图:根据GRB 101219B的数据给出的不同黑洞吸积盘质量下的中心黑洞平均质量和自旋的估计限制。黑线为中微子-反中微子碰撞湮灭光度为观测光度时通过模型给出的黑洞质量与自旋的关系线;红线为相应的喷流初始半径给出的关系线。这两族线交叉的地方给出了相应的黑洞质量与自旋的估计限制。