Залежнасць спектраў гама-ўсплёскаў ад пачатковага размеркавання энергіі ў абалонцы, якая ультрарэлятывісцкі пашыраецца

Пачатковы этап гама-ўсплёску можна апісаць дыфузіяй выпраменьвання ў абалонцы, якая ультрарэлятывісцкі пашыраецца. Разгледжаны выпадак, калі пачатковае размеркаванне энергіі ў абалонцы залежыць ад глыбіні па лінейным законе. Пры гэтым ад нахілу функцыі пачатковага размеркавання энергіі залежаць эфектыўная тэмпература і імгненны спектр гама-ўсплёску ў пачатковы момант часу, а таксама інтэграваны па часе спектр на высокіх частотах. Таксама была даследавана залежнасць выгляду імгненнага спектра гама-ўсплёска ад часу прыбыцця: пры яго павелічэнні максімум патоку назіраецца на меншай частаце незалежна ад пачатковага размеркавання энергіі ў абалонцы; пры значэннях часу прыбыцця большых за 1 с імгненны спектр не залежыць ад пачатковага размеркавання энергіі ў абалонцы. Нахіл ступеннай часткі інтэграванага па часе спектра на больш нізкіх частотах аднолькавы для любога пачатковага размеркавання энергіі ў абалонцы і складае 1,98; на больш высокіх частотах становіцца больш крутым з павелічэннем нахілу функцыі, якая адпавядае размеркаванню энергіі ў абалонцы ў пачатковы момант часу, і мае значэнні ад –2,38 да –13,73. Гэта дазваляе патлумачыць з дапамогай нашай мадэлі вялікую колькасць гама-ўсплёскаў, якія маюць тыповы спектр Банда. 

1. Бисноватый-Коган, Г. С. Всплески космического гамма-излучения: наблюдение и моделирование / Г. С. Бисноватый-Коган // Физика элементарных частиц и атомного ядра. – 2006. – Т. 37, вып. 5. – С. 1236–1284.

2. Kumar, P. The physics of gamma-ray bursts & relativistic jets / P. Kumar, B. Zhang // Phys. Rep. – 2015. – Vol. 561. – P. 1–109. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2014.09.008

3. Biscovean, S. Constraining short gamma-ray burst jet properties with gravitational waves and gamma rays / S. Biscoveanu, E. Thrane, S. Vitale // Astrophys. J. – 2020. – Vol. 893, № 1. – P. 38. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab7eaf

4. A very-high-energy component deep in the γ-ray burst afterglow / H. Abdalla [et al.] // Nature. – 2019. – Vol. 575, № 7783. – P. 464−467. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1743-9

5. Piran, T. The physics of gamma-ray bursts / T. Piran // Rev. Mod. Phys. – 2005. – Vol. 76, № 4. – P. 1143–1210. https:// doi.org/10.1103/revmodphys.76.1143

6. Boundary conditions for the diffusion equation in radiative transfer / R. C. Haskell [et al.] // J. Opt. Soc. Am. A. – 1994. – Vol. 11, № 10. – P. 2727−2741. https://doi.org/10.1364/josaa.11.002727

7. Zhang, B. The Physics of Gamma-Ray Bursts / B. Zhang // Rev. Mod. Phys. – 2004. – Vol. 76, № 4. – P. 1143−1210. https://doi.org/10.1103/revmodphys.76.1143

8. Pe’er, А. Physics of Gamma-Ray Bursts Prompt Emission / А. Pe’er // Adv. Astron. – 2015. – Vol. 2015. – P. 1–37. https://doi.org/10.1155/2015/907321

9. Zhang, B. Gamma-Ray Bursts: progress, problems & prospects / B. Zhang, P. Mészáros // Int. J. Mod. Phys. – 2004. – Vol. 19, № 15. – P. 2385−2472. https://doi.org/10.1142/s0217751x0401746x

10. Mészáros, P. Gamma-ray bursts / P. Mészáros // Rep. Prog. Phys. – 2006. – Vol. 69, № 8. – P. 2259−2321. https://doi. org/10.1088/0034-4885/69/8/r01

11. Kulkarni, S. Classification of gamma-ray burst durations using robust model-comparison techniques / S. Kulkarni, S. Desai // Astrophys. Space Sci. – 2017. – Vol. 362, № 4. https://doi.org/10.1007/s10509-017-3047-6

12. The afterglow of GRB 050709 and the nature of the short-hard γ-ray bursts / D. B. Fox [et al.] // Nature. – 2005. – Vol. 437, № 7060. – P. 845−850. https://doi.org/10.1038/nature04189

13. Zhang, B. The Physics of Gamma-Ray Bursts / B. Zhang. – Cambridge University Press, 2018. – 590 p. https://doi. org/10.1017/9781139226530

14. Гинзбург, В. Л. Теоретическая физика и астрофизика / В. Л. Гинсбург. – М.: Наука, 1980. – 505 с.

15. Ruffini, R. A theory of photospheric emission from relativistic outflows / R. Ruffini, I. A. Siutsou, G. V. Vereshchagin // Astrophys. J. – 2013. – Vol. 772, № 1. – P. 11. https://doi.org/10.1088/0004-637x/772/1/11

16. Сіўцоў, І. А. Дыфузія выпраменьвання ў абалонцы, якая рэлятывісцкі пашыраецца, у дачыненні да гамаўсплёскаў / І. А. Сіўцоў, А. Э. Кургузава // Весц. Нац. Акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-мат. навук. – 2021. – Т. 57, № 1. – С. 85–98. https://doi.org/10.29235/1561-2430-2021-57-1-85-98

17. Rybicki, G. B. Radiative Processes in Astrophysics / G. B. Rybicki, A. P. Lightman. – Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2004. – 382 p. https://doi.org/10.1002/9783527618170

18. Beloborodov, А. М. Radiative Transfer in Ultrarelativistic Outflows / А. М. Beloborodov // Astrophys. J. – 2011. – Vol. 737, № 2. – P. 68. https://doi.org/10.1088/0004-637x/737/2/68

19. Mihalas, D. Solution of the comoving-frame equation of transfer in spherically symmetric flows. VI – Relativistic flows / D. Mihalas // Astrophys. J. – 1980. – Vol. 237. – P. 574−589. https://doi.org/10.1086/157902