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二元驱动的h广濑美绪ypernova模型获得观测支持

天文学与空间 2021-12-12 00:01:18

作者:ICRANet 无花果

1摘自2020年亚太及日本地区

893

148R

从一个大质量的双星到一个BdHN的发射的示意性演化路径

由两个主序列恒星组成的双星系统,分别代表15和12个太阳质量

在给定的时间,质量更大的恒星经历核心坍缩SN并形成NS(可能有磁场B~1013 G)

系统进入x光二进制阶段

剩余的演化恒星的核心,富含碳和氧,简称一氧化碳恒星,暴露在外,因为氢和氦包层被二元相互作用和可能的多个共同包层相(图中未显示)剥离

在这个阶段,该系统是一个一氧化碳-氮气二元系统,它被视为BdHN模型的初始配置[2]

当双星周期约为几分钟时,一氧化碳恒星爆炸为南北极,几个太阳质量的南北极喷出物开始膨胀,一个快速旋转的新生南北极,简称南北极,留在中心

锡喷出物堆积在南北伴星上,形成一个巨大的南北伴星或一个北半球伴星;这个例子),取决于初始NS质量和二元分离

磁通量的守恒和可能的附加MHD过程将新生黑洞周围的磁场从NS值放大到B~1014 G

在这个阶段,系统是一个vNS-BH双星,被膨胀的喷出物的电离物质所包围

黑洞的吸积、形成和活动有助于GRB瞬发伽马射线和伽玛暴发射

信用:ICRANet 由ICRA-伊卡尼特-INAF成员与费拉拉大学和科特迪瓦蓝色大学合作提出和应用的双星驱动超新星模型所引入的伽马射线爆发物理学和天体物理学范式的变化,已经从长伽马射线爆发中获得了进一步的观测支持

这些新颖的结果发表在2020年4月20日发表在《天体物理学杂志》上的一篇新文章中,这篇文章由J

A

鲁埃达、雷莫·鲁芬尼、米莱·卡利卡、拉希姆·莫拉迪和王禹

GRB发射由几个阶段组成:从硬X射线触发和伽马射线瞬发发射,到高能GeV发射(最近在GRB 190114C的TeV能量中也观察到),再到X射线余辉

伽玛暴的传统模型试图解释单组分母体的整个GRB排放,即

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来自旋转黑洞的相对论喷流的发射

与此不同的是,BdHN假设认为伽玛暴起源于由一颗碳氧恒星和一颗中子星伴星组成的双星系统在近轨道演化的最后阶段的一次灾难性事件

一氧化碳恒星铁芯的重力坍缩产生了超新星爆炸,喷射出恒星的最外层,同时在其中心产生了新生的超新星

南北向喷出物触发了南北向伴星和南北向星系的超临界吸积过程

根据轨道的大小,在几分钟数量级的短轨道周期的情况下,NS可能达到重力坍缩的临界质量,因此形成一个新生的黑洞

这些形成BH的系统称为ⅰ型BdHN

在更长的时间里,NS变得更大,但它不会形成黑洞

这些系统是BdHNe II

最近,在科学研究网和洛斯阿拉莫斯国家实验室(LALL)小组的合作下,科学家们已经能够对所有这些过程进行三维模拟,以显示其发生的可行性,从锡的爆炸到黑洞的形成

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L

油炸锅(见图1)

BH在高能GeV发射形成中的作用最近发表在《天体物理学杂志》上

在那里,由克尔黑洞组成的“内引擎”,其磁场与浸没在低密度电离等离子体中的黑洞旋转轴对齐,通过同步加速器辐射,产生了兆电子伏、千兆电子伏和千兆电子伏的定向发射,目前费米-拉特和MAGIC仪器仅在一些BdHN中观察到

在新的出版物中,ICRANet伊卡尼团队讨论了由于超临界吸积和类似脉冲星的发射导致的vNS与SN的相互作用

他们表明,在尼尔斯·格里尔斯·斯威夫特天文台上的XRT探测器观测到的长伽玛暴的x光余辉中,出现了虚拟纳米粒子的指纹

因此,在GRB观测到的长期排放中,vNS和BH具有明显不同的作用

无花果

2:GRB 160625 b同步加速器光谱光度在不同时间的模型演变与在不同光谱带的测量结果的比较

无花果

3棕色、深蓝色、橙色、绿色和亮蓝色点分别对应于GRB 160625B、160509A、130427A、190114C和180728A的测辐射热曲线(比斯威夫特-XRT数据观察到的软x光大约亮5倍)

实线是理论上的光-曲线,由驱动晚余辉(t>5000秒,白色背景)的vNS的旋转能量损失获得,而在更早的时间(300300秒,数据更容易获得

在更早的时候,只有GRB 130427A和GRB 190114C有可用的数据

信用:ICRANet 磁化钒氮的发射和锡喷出物的超临界吸积,导致了在所有硼氘ⅰ和ⅱ亚类中观察到的余辉

余辉阶段早期(~几个小时)的x光发射可以用超相对论电子从vNS注入膨胀的喷出物来解释,产生同步辐射(见图2)

从同步加速器分析中推断出的磁场与vNS的预期环形/纵向磁场分量一致

此外,通过对这些伽玛暴在t>10^4时间的XRT数据的分析,已经表明幂律衰减光度是由vNS旋转能量损失提供动力的,该旋转能量损失是由它的偶极+四极磁场作用于它的转矩提供的

由此推断,vNS拥有一个强度约为10^12至10^13 G的磁场,以及一毫秒量级的旋转周期(见图3)

结果表明,推导出的万有引力子毫秒旋转周期符合万有引力子来源的CO星的铁核引力坍缩中的角动量守恒

“内引擎”磁场的推断结构与一个场景相一致,在这个场景中,沿着BH的旋转轴,磁场根植于坍缩成BH的NS留下的磁气圈

在赤道面上,磁场被磁通量守恒放大了

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