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γ線バーストにおけるプロンプト放射および可視光域の初期残光放射からのエネルギーの流入と応答

Nature 442, 7099 doi: 10.1038/nature04913

γ線バースト(GRB)の開始後、最初の数分間に観測される可視光域の放射は、プロンプトなγ線放射に関連した可視光域のプロンプト放射と、γ線放射に無関係な可視光域の初期残光放射という2つの大きなグループに分類される。 標準モデルの理論的解釈では、内部のエンジンによって生じた超相対論的なアウトフローにおける内部衝撃波がプロンプト放射を起こし、初期の残光放射は周囲の物質との相互作用によって生じた衝撃波が原因であるとされている。本論文では、これら2つの可視光成分の時間的な関係と相対的な強度が初めて明らかになった、明るいGRBの観測結果について報告する。この結果は、初期の残光放射がプロンプト放射として測定されるエネルギー流入の残響として説明しうることを示唆している。したがって、初期残光の残響の測定はバースト周囲の環境構造を探る手段となるが、 その後の衝撃波によるエネルギー放出に対する応答は、初期に起こるフレア現象がジェットや環境パラメーターをどのように変化させたかを明らかにしている。多くのGRBは、宇宙が現在の年齢の10パーセントにも達しないうちに誕生した大質量星が死を迎えた際に発生したものである。そのためGRBの残光の残響からは、最初の星々の一部についてその周辺環境に関する手がかりが得られる。

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