伽玛暴的偏振已测定？
之前在站里谈过伽玛暴的偏振问题。对于爆发的辐射机制以及磁场结构探讨来说，瞬时辐射的偏振是非常关键的线索，可惜至今没有确切的测量。最近倒是冒出了一篇新论文，说是太阳帆IKAROS搭载的仪器测定了GRB 100826A的偏振度。
先来回顾一下IKAROS。它于2010年5月21日搭乘H-IIA火箭升空，同年6月9日展开薄帆前往金星，是第一架以太阳帆为动力源的成功航天器，主要用于测试太阳帆的展开和控制技术。此外它还搭载了若干科研仪器，包括测量行星际尘埃密度的ALADDIN，还有测量伽玛暴偏振的GAP，后者自然是新发现的主角。
太阳帆IKAROS的效果图。（图片来源：Wikipedia）
GAP一开始就以测量爆发偏振为设计目标，具体说来是测量瞬时辐射在70–300 keV能段的偏振。它的原理与先前不确定的测量所用的设备类似，都是入射光子在探测器中发生的非各向同性康普顿散射，如果入射光带有偏振特性，那么散射光就会出现强度相对散射角度相关的变化，如线偏振光对应正弦平方的分布。这台仪器塑料制成的圆柱形中央散射体以及周围5毫米厚的12只CsI(Tl)闪烁体组成，由于其高度轴对称且增益均匀，尤其适合这种测量。同时，由于GAP安装在太阳帆背面的中央部分，视场也不受其他仪器干扰。
GAP外观（左上）以及在太阳帆上的安装位置。（图片提供：JAXA）
号称有偏振测量的爆发也就是GRB 100826A是在发现当天世界时将近23点的时候被GAP探测到的，当时IKAROS正在前往金星的半途，距离地球0.21天文单位。这个爆发很明亮，根据Konus-Wind的测量，它应该属于最亮的那1%。由于该爆发没有光学余辉观测，所以其距离未知。爆发的光变曲线如下图所示：
图片来源：Yonetoku et al. 2011
GAP对于入射光子的响应已经有了计算机模型，对于真实观测来说，只有入射光的偏振度与偏振角是未知数。对于GRB 100826A，文章作者的主要结论是：其一，在GAP的观测能段上（对应爆发Band谱的上升段），偏振度在27%左右，误差正负11%；其二，上图光变曲线的1、2两个时间段出现了偏振角度的较大变化。由于GAP是专为偏振研究而设计，这次测量的置信度比以往都要更高，接近4个σ。当然，如果非要说重大发现的必要条件是5 σ（不过天文观测似乎没有这么苛刻的要求？），这次还差了那么一点点，所以未来进一步的观测数据积累是必要的。
GRB 100826A两个时间段上流量随散射角的变化，意味着偏振度的存在以及偏振角随时间的变化。（图片来源：Yonetoku et al. 2011）
如果测量可靠，对辐射机制以及爆发结构的意义是什么？首先，无论爆发的辐射机制是同步辐射还是光球辐射，不对称喷流模型都基本可以被排除掉了。另外测量结果也倾向于支持无序磁场，磁场特征尺度与流体尺度相当。而由于同步辐射和光球模型都不能很好地解释爆发Band谱的上升阶段，所以对于具体辐射机制还有待进一步探讨和更多的观测。
