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伽玛射线暴中心黑洞超吸积系统的演化

伽玛射线暴(简称伽玛暴)是在宇宙学距离上发生的伽玛光子剧烈闪耀现象,根据其持续时间T90长短,分为短暴和长暴。往往在几秒时间里释放出的能量就相当于几百个太阳一生中所释放出的能量总和,是人们已知的宇宙中最猛烈的爆发。如此巨大的能量是怎么产生的呢?解决这一问题有助于我们进一步理解伽玛暴的中心引擎,弄清伽玛暴这一宇宙中最剧烈的现象的本质。

在伽玛暴的中心可能存在一个恒星质量的黑洞,中微子在黑洞周围的中微子主导吸积盘上的湮灭为伽玛暴提供能量,这是伽玛暴可能的能量来源之一。对于这样一个黑洞超吸积系统而言,较高的吸积率必然会引起中心黑洞的剧烈演化,这势必会进一步导致中微子湮灭光度的演化,在这种情况下,中微子湮灭机制是否能够满足两种类型的伽玛暴的能量需求呢?

为了找到这一问题的答案,我们假设不同的平均吸积率和黑洞初始参数,来考虑黑洞吸积系统演化,得到中微子湮灭的总能量,对比观测上伽玛暴释放的总能量,我们发现当初始吸积盘质量在模拟和观测给出的限制范围内时,中微子湮灭机制可以满足大部分短暴和大约一半的长暴的能量需求。对于那些能量较高的伽玛暴,其能量来源可能需要借助一些磁流体动力学过程,如吸积系统的BZ喷流,磁星模型等来解释。

该工作第一作者为宋翠英(导师:刘彤),相关成果发表在国际天文权威期刊The Astrophysical Journal上。

链接如下:http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/815/1/54

图:裸眼可见的伽玛暴艺术想象图

 出处: http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/features/news/10sep08.html