双“跟踪”伽玛暴能谱特性研究

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伽玛暴的研究表明瞬时辐射阶段的能谱参数演化,对于推断伽玛暴能源机制和中心引擎是比较有效的方法。而一些伽玛暴脉冲上表现出峰值能量和低能幂律谱指数α的“双跟踪”行为可能暗示它们特殊的起源。为了进一步探究,我们做了如下工作。我们找到了22个具有和α“双跟踪”行为特征的Fermi伽玛暴脉冲(来源于14个伽玛暴)。为了分析这些脉冲的能谱特性,我们使用贝叶斯方法对14个伽玛暴做了详细的时间分辨光谱分析,并在每一个时间分辨谱上都进行了模型比较,来确定适合该分辨谱的“最优模型”。在每一个时间分辨谱最优模型的基础上,又考虑了热成分,通过比较考虑热成分前后统计值贝叶斯信息准则BIC的差值来确定是否存在热成分,我们得到了14个暴的Best模型和Best+BB模型的时间分辨谱数据,但是仅研究具有“双跟踪”行为的脉冲。这22个“双跟踪”脉冲中的α值呈现不同的分布,Acuner的研究表明α值的不同分布可能预示着脉冲的不同起源。我们将脉冲依据α值的特征分成了三类:第一类脉冲的α值均分布在同步辐射死线之下;第二类脉冲中存在α的值超过同步辐射死线,但是均不超过α=-0.5;第三类脉冲中存在α的值超过α=-0.5。为了探究三类脉冲中存在的差异,我们对三类脉冲的Best模型能谱参数相关性进行了探究,即Ep-Fp、Ep-α、Fp-α(峰值能量流量Fp);对于Ep-Fp关系,三类脉冲的差异并不明显;对于Ep-α关系,第一类脉冲和第二类脉冲中出现正相关的可能性接近,而第三类脉冲中正相关的比例更高;对于Fp-α关系,三类脉冲均更易表现出正相关。在21个脉冲上存在热成分,我们统计了热成分对于21个脉冲的能谱参数、α和的整体影响,以及热成分对于三类脉冲中的某一类能谱参数的特殊影响。从整体来看,Ep和α的均值均变硬,Fp没有明显变化。从每一类脉冲看,第一类脉冲和第二类脉冲α的均值均变硬,第三类脉冲α的均值变软;三类脉冲的Ep均值都变硬,Fp均没有明显变化。选用不同的统计值差值作为判断热成分标准时,出现不同的统计结果。当以?BIC<-8为标准时,第二类脉冲中出现热光谱的比率最高;以?BIC<-10为标准时,第一类脉冲中出现热光谱的比率最高。GRB131231198是第一个具有理想和α“双跟踪”行为特征的非常明亮的单脉冲暴。它的低能光子指数α的值不超过同步辐射死线,并且含有显著的热成分,该暴的红移是0.642,我们使用光球层成分计算了相对论流出物的特性参数。我们发现流出物特性参数初始半径、饱和层半径、光球层半径、流出物滑行运动阶段洛伦兹因子г均发生较为明显的演化;我们发现该暴的温度随时间的演化也能用拐折幂律模型拟合,拐折幂律函数上升阶段和下降阶段的幂律指数分别为a=7.65±3.48、b=-2.10±3.48,并且b相比之前Ryde研究其它热脉冲所得接近于-2?3的指数值有较大偏差。
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