科学研究
科学研究

位置: 首页 > 科学研究 > 新闻中心 > 正文

伽马射线暴多波段平台物理起源研究取得新进展

伽马射线暴是宇宙中最剧烈的高能爆发现象之一,其爆发后产生的X射线和光学余辉中,常出现亮度衰减暂时变缓的“平台期”。一般认为,平台期可能源于中心引擎在爆发后再次活动,并向外激波持续注入能量,但其物理机制仍存在争议。

为系统检验能量注入模型对平台期现象的适用性,本研究构建了一个包含 124 个具有红移测量且同时具备 X 射线和光学观测数据的伽马射线暴样本。根据平台期在不同波段中的表现,将样本划分为四类:X 射线和光学波段同时存在平台期、仅在 X 射线波段存在平台期、仅在光学波段存在平台期,以及两个波段均平台期。在此基础上,研究通过检验不同类型事件是否满足能量注入模型所预言的闭包关系(closure relations),进行了统计分析。

研究结果表明:(1)当 X 射线和光学波段同时出现平台期时,其闭包关系与理论上的能量注入模型高度一致,支持中心引擎在爆发后持续向外激波注入能量的物理图像(图一);(2)仅在单一波段出现平台期的事件难以由统一的能量注入模型解释,其物理起源可能更加复杂(图二);(3)通过对平台期辐射能量的估算,发现部分事件所需的能量已超过毫秒磁陀星模型的供能上限,表明这些伽马射线暴的中心引擎更可能为黑洞超吸积系统(图三)。

图一:X 射线和光学波段同时存在平台期样本满足的闭包关系。

a. b.

c.

图二:a. 仅在 X 射线波段存在平台期样本下的闭包关系;b.仅在光学波段存在平台期样本下的闭包关系;c.两个波段均未出现平台期样本下的闭包关系。

图三:X 射线和光学波段同时存在平台的样本平台期的辐射能量(左);仅在 X 射线波段存在平台期的样本平台期的辐射能量(右)。虚线为毫秒磁陀星旋转能量的10%。

该论文以“Statistical analysis of multi-band plateaus in gamma-ray burst afterglows”为题,被The Astrophysical Journal接受发表论文第一作者为厦门大学天文学系博士研究生李晓燕,通讯作者为厦门大学天文系刘彤教授和南宁学院黄保全副教授,合作者为南京大学邓晨博士。


论文链接:http://arxiv.org/abs/2601.01586