考研南京大学(考研南京大学难吗)




考研南京大学,考研南京大学难吗

一般认为,持续时间较长的伽玛射线暴(gamma-ray bursts, GRBs)与大质量恒星核心的坍缩有关,而持续时间较短的伽玛射线暴则与致密双星的合并有关。然而,越来越多的观测表明,奇怪的GRBs确实存在,并且需要一些标准(即发射性质、超新星/千新星关联和主星系性质)而不仅仅是爆发持续时间来对grb进行物理分类。先前报道的持续时间较长的GRB 060614,如果在较远的距离观测到,可以被视为具有延长发射的短GRBs,并与千新星样特征有关。因此,它属于I型(致密星合并)GRB类,可能是双中子星(neutron star, NS)合并起源。

2022年12月7日,南京大学张彬彬课题组与美国内华达大学拉斯维加斯分校张冰课题组合作在Nature杂志在线发表题为“A long-duration gamma-ray burst with a peculiar origin”的研究论文,该研究报道了一个特殊的长时间爆发,GRB 211211A,它的快速发射特性在许多方面不同于所有已知的I型GRB,但它的多波段观测表明它来自非大质量恒星。特别是在光学和近红外波长中发现了大量的过量发射,这类似于在一些I型GRBs中观察到的千新星发射。

这些观测结果指向了一种新的GRBs始祖类型。在白矮星(white dwarf, WD)与NS合并的场景中,合并后的磁星引擎为所有观测提供了自一致的解释,包括提示伽马射线,早期X射线余辉,以及引擎驱动的千新星发射。

GRB 211211A在协调世界时间2021年12月11日13:09:59(以下简称T0)触发了费米伽玛射线空间望远镜上的伽玛暴监测仪(Gamma-ray Burst Monitor, GBM)、尼尔·格里尔斯斯威夫特天文台上的伽玛暴警报望远镜(Burst Alert Telescope, BAT)和洞察号HXMT上的高能x射线望远镜。爆发的特征是持续约13 s的尖状主发射(main emission, ME)相位和持续约55 s的较长、较弱的扩展发射(extended emission, EE)相位。

该研究详细的光谱分析表明,ME相位的时间集成光谱可以用带光谱指数的Band模型拟合

尽管GRB 211211A持续时间很长,但它并不属于II型(大质量恒星核心坍缩)GRB,而大多数长时间GRB都属于这类。相反,一些观测证据将GRB 211211A完全归入I型GRB类别:

首先,GRB 211211A在多波段光曲线之间显示出微小的光谱滞后。这种特征通常在I型GRB中观察到。

第二,计算出该GRB位置与其主星系之间的偏移量为8.19 kpc,对应的归一化偏移值为9.02(方法和表1)。如果GRB 211211A是II型GRB,那么如此大的偏移量是非常奇怪的,但这与该爆发的致密天体合并起源的预测是一致的。因为与双星系统中NS成员的诞生相关的超新星可能会将双星系统从主星系的恒星形成区域“踢”出去。

第三,在Amati关系图中,GRB 211211A的ME阶段遵循I型GRB(而不是II型)轨道,即使EE阶段遵循II型GRB的轨道。第四,长期光学数据中明显没有超新星,这就排除了211211A GRB是由大质量恒星核心坍缩引起的典型II型GRB的可能性。

最后,标准的外部冲击余辉模型,尽管拟合了多波长余辉的总体趋势(特别是在x射线中),但明显不适合1-10天左右的光学和近红外波段数据。长期以来,这种过量被认为是潜在千新星发射存在的证据,通常由NS并合产生。事实上,之前研究声称基于多波长过量数据检测到千新星,该研究的分析独立证实了这种关联。

“千新星”与传统图像不同,传统图像只调用r过程和β衰变核加热。喷射出的物质包括低中子组分和富中子组分,因此只有一小部分的喷射物质对核加热有贡献。此外,来自磁星中央引擎的能量喷射也为喷射物提供了额外的热量。该研究发动机驱动的千新星模型拟合表明,大约0.037 M⊙的总质量被喷射出来,其中约0.8 M⊙的一部分是富含中子的物质,部分为千新星发射提供了动力。GRB 211211A的罕见性以及WD-NS合并比NS-NS合并更常见的事实表明,大多数WD-NS合并一定不会产生GRB。事实上,只有很小一部分质量比接近单位的WD-NS合并可以产生磁源动力GRB的必要条件。

GRB 211211A在已经分类的星团中(图源自Nature )

最后,211211A型GRB的观测结果表明,I型GRB可以有不同的子类型和不同的祖类型。WD-NS合并可能是I型GRB的另一种动力源。来自这些并合的引力波信号的典型频率约为0.1 Hz,这低于地面引力波探测器LIGO-Virgo-KAGRA的灵敏度。然而,它们可能会被未来的太空任务探测到,如LISA、Taiji和TianQin。

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05403-8

考研南京大学(考研南京大学难吗)

未经允许不得转载:长沙考研网 » 考研南京大学(考研南京大学难吗)

赞 (0) 打赏

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏