Prompt periodicity in the GRB 211211A precursor: black-hole or magnetar engine?
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Le résumé fourni par la source
ABSTRACT The merger origin long GRB 211211A was a class (re-)defining event. A precursor was identified with a $\sim 1$ s separation from the main burst, as well as a claimed candidate quasi-periodic oscillation (QPO) with a frequency $\sim 20$ Hz. Here, we explore the implications of the precursor, assuming the quasi-periodicity is real. The precursor variability time-scale requires relativistic motion with a Lorentz factor $\Gamma \gtrsim 80$, and implies an engine-driven jetted outflow. The declining amplitude of the consecutive pulses requires an episodic engine with an ‘on/off’ cycle consistent with the QPO. For a black-hole central engine, the QPO can have its origin in Lense–Thirring precession of the inner disc at $\sim 6\!-\!9$ $r_g$ (gravitational radii) for a mass $M_\bullet \le 4.5$ M$_{\odot }$, and $\lesssim 7$ $r_g$ for $M_\bullet >4.5$ M$_{\odot }$ and dimensionless spin $\chi \sim 0.3 \!-\! 0.9$. Alternatively, at a disc density of $\sim 10^{8 - 12}$ g cm$^{-3}$, the required magnetic field strength for a QPO via magnetohydrodynamic effects will be of the order of $B\sim 10^{12 - 14}$ G. If the central engine is a short-lived magnetar or hypermassive neutron star, then a low-frequency QPO can be produced via instabilities within the disc at a radius of $\sim 20 \!-\! 70$ km, for a disc density $\sim 10^{9 - 12}$ g cm$^{-3}$ and magnetic field $\gtrsim 10^{13 - 14}$ G. The QPO cannot be coupled to the neutron star spin, as the co-rotation radius is beyond the scale of the disc. Neither engine can be ruled out – however, we favour an origin for the precursor candidate QPO as early jet–disc coupling for a neutron star–black hole merger remnant with mass $M_\bullet >4.5$ M$_{\odot }$.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Prompt periodicity in the GRB 211211A precursor: black-hole or magnetar engine?
- Date Crossref
- 31/05/2025
- Éditeur
- Oxford University Press (OUP)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Liverpool John Moores University Astrophysics Research Institute pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Birmingham pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Louisiana State University Department of Physics and Astronomy pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tohoku University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Czech Academy of Sciences pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Monash University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Leicester pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Universität Hamburg pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Stockholm University Department of Physics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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AlbaNova pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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KTH Royal Institute of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Astrophysics Research Institute — Liverpool John Moores University, University of Birmingham et Department of Physics and Astronomy — Louisiana State University, avec 9 autres affiliations.
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