Observación de la emisión inversa de Compton de una explosión de rayos γ largos

Área de la Ciencia:

• La astrofísica
• Astrofísica de alta energía
• Astronomía de rayos gamma

Sus antecedentes:

• Las explosiones de rayos gamma de larga duración (GRB) se originan en chorros relativistas de estrellas masivas moribundas.
• La emisión inmediata (keV-MeV) se produce dentro del chorro; la emisión de resplandor (radio-GeV) es el resultado de la interacción del chorro con el medio.
• El resplandor se explica típicamente por la radiación sincrotrón de choques externos.

Objetivo del estudio:

• Para analizar observaciones de múltiples frecuencias de GRB 190114C a través de 17 órdenes de magnitud en energía.
• Para investigar el origen y la naturaleza de la recientemente observada intensa emisión de teraelectronvolt (TeV) de GRB 190114C.
• Determinar si las condiciones para la emisión de TeV son comunes en los GRB.

Principales métodos:

• Observaciones de múltiples frecuencias de GRB 190114C.
• Análisis de la distribución de energía espectral de banda ancha (SED) desde 5 × 10−6 hasta 1012 eV.
• Modelado de los mecanismos de emisión, incluida la radiación sincrotrón y la dispersión inversa de Compton.

Principales resultados:

• El SED de banda ancha de GRB 190114C exhibe una estructura de doble pico.
• Se identificó un componente espectral TeV distinto, comparable en potencia con el componente de sincrotrón.
• Este componente TeV está asociado con el resplandor posterior y se explica por la dispersión inversa de Compton hacia arriba de los fotones de sincrotrón.

Conclusiones:

• La dispersión inversa de Compton de fotones de sincrotrón por electrones de alta energía proporciona una explicación satisfactoria para la emisión de TeV observada.
• Las condiciones requeridas para esta emisión son típicas de los GRB.
• La emisión inversa de Compton es probablemente un fenómeno común en las explosiones de rayos gamma de larga duración.