Trans‐Relativistic Blast Waves in Supernovae as Gamma‐Ray Burst Progenitors
Notice bibliographique
Résumé
We investigate the acceleration of shock waves to relativistic velocities in the outer layers of exploding stars. By concentrating the energy of the explosion in the outermost ejecta, such trans-relativistic blast waves can serve as the progenitors of gamma-ray bursts (GRBs); in particular, the "baryon-loading" problem that plagues many models of GRBs is circumvented. Postshock acceleration is effective in boosting the kinetic energy in relativistic ejecta. We present physically motivated analytic expressions to describe trans-relativistic blast waves in supernovae, and we validate these expressions against numerical simulations of test problems. Investigating the effect of stellar structure on mass ejection, we find that relativistic ejecta are enhanced in more centrally condensed envelopes, e.g., for radiative envelopes, when the luminosity approaches the Eddington limit. Convenient formulae are presented with which to estimate the production of relativistic ejecta from a given progenitor. We apply our analytic and numerical methods to a model of SN 1998bw, finding significantly enhanced relativistic ejecta compared to previous studies. We propose that GRB 980425 is associated with SN 1998bw and may have resulted from an approximately spherical explosion producing ~10 -6 M ☉ of mildly relativistic ejecta with mean Lorentz factor ~ 2, which then interacted with a dense circumstellar wind with a mass-loss rate of approximately a few times 10 -4 M ☉ yr -1 . A highly asymmetric explosion is not required. An extreme model of "hypernova" explosions in massive stars is able to account for the energetics and relativistic ejecta velocities required by many of the observed cosmological GRBs. However, the most energetic bursts require asymmetric expulsion of ejecta, perhaps caused by rotationally flattened progenitors. We present simplified models and simulations of explosions resulting from accretion-induced collapse of white dwarfs and phase transitions of neutron stars. While we find increased energies in relativistic ejecta compared to previous studies, these explosions are unlikely to be observed at cosmological distances with current detectors, unless extreme explosion energies and asymmetries are invoked.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».