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伽玛射线暴余辉阶段长时标喷流进动驱动的能量注入模式

喷流进动普遍存在于不同尺度不同时标的高能天文现象中,这其中就包括伽玛射线暴(简称伽玛暴)。 刘彤教授课题组对伽玛暴喷流进动的物理机制、引力波辐射、解释某些暴的特征光变等方面做了较为系统的研究工作。

对于一个长时标的伽玛暴中心引擎来说,进动的喷流将会周期性地把能量注入到外激波中(如图所示),继而调制余辉光变的结构。

我们在标准外激波模型下,探究了不同参数,包括喷流功率(含演化)、进动周期、进动角度、观测角度等,对伽玛暴X射线余辉光变的影响。我们发现,当喷流功率不变或变化缓慢且喷流对着观测者时,余辉光变会出现平台结构,否则,会出现鼓包结构。这种平台结构在伽玛暴余辉观测中十分常见,一般认为,是通过磁陀星spindown过程的能量注入实现。我们的研究结果表明,无论中心引擎为何,长时标喷流进动就可以达到能量注入的效果。总之,我们首次提出了喷流进动是一种全新的伽玛暴余辉阶段能量注入机制。今后伽玛暴的多波段多信使观测有可能进一步给出喷流进动的证据。除了伽玛暴,我们的模型还可以解释存在平台结构的X射线暂现源。

该工作已被ApJ正式接收。论文第一作者是博士研究生黄保全,通讯作者为天文学系刘彤教授。该研究得到了国家自然科学基金委优秀青年科学基金的资助。

文章链接https://arxiv.org/abs/2106.00826v1

                                                                               

   

喷流进动示意图




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