The Rates of Hypernovae and Gamma-Ray Bursts: Implications for their Progenitors
本文对超超新星（HNe）和伽马射线暴（GRB）的发生率作了比较。在相当大的不确定性，估计是相当可比的，并给出一个银河系的$10^{-6}$-$10^{-5} $年$^{-1}$的事件。这些速率比核心坍缩超新星的速率低几个数量级，这表明导致HN/GRB的演化需要特殊的环境，很可能是由于双星相互作用。各种可能的二进制通道进行了讨论，它表明，这些是一般兼容的推断率。
2004-03-17 astro-ph
On the Rates of Gamma Ray Bursts and Type Ib/c Supernovae
我们测量了"低亮度“（LL-GRB，即L<10^{48--49}erg/sec）和”高亮度“（HL-GRB）伽马射线暴的局部速率。数值范围分别为n 0 =100--1800 Gpc^（-3）yr^（-1）和n 0 =100--550 Gpc^（-3）yr^（-1），与SNe-Ibc的比值分别为\sim 1%-9%和0.4%-3%。这些数据可能表明存在两种物理上不同的伽玛暴，其中LL-GRB（本质上）比HL-GRB更频繁。然而，与目前的数据，我们不能排除的可能性，一个单一的人口的伽玛射线暴，引起各向同性的低发光的发射（LL-GRB：检测只有在附近的伽玛射线暴）和高度准直的高发光的发射（HL-GRB：检测优先在高Z）。我们还计算了以宽谱线为特征的超新星（Hypernovae）的SNe-Ibc速率，发现它约为1.5 \times 10^（-4）HNe yr^（-1）10^（10）L_（B \odot）（即小于10%的SNe-Ibc发生在螺线中）。这一结果意味着HL-GRB/HNe的比值小于1，可能在0.04- 0.3之间。我们利用超超新星和LL-GRB之间的比值将它们的聚束因子限制在f_b^（-1）\sim 10或更小。
2006-12-07 astro-ph
Supernovae Shedding Light on Gamma-Ray Bursts
本文综述了超新星（SN）/伽马射线暴（GRB）关联的观测现状。在第2节中，我们提供了一个简短的总结的观测性质的核心坍缩SNe。在第3-6节中，我们回顾了支持大质量恒星的死亡和伽玛暴之间存在深刻联系的间接证据和直接观察。目前的数据表明，SNe与伽玛暴形成一个异构类的对象，包括明亮和暗淡的超新星，也许也是“标准”的Ib/c事件。在第7节中，我们提供了一个经验估计的超超新星的速度，为一个“银河般”的星系，约为$\sim 2.6\times 10^{-4}$年$^{-1}$，这可能意味着伽玛暴/超超新星的比例是在范围$\sim 0.03-0.7$。在同样的框架下，我们发现GRB/SNe-Ibc的比值为$\sim 0.008÷0.05$。在第8节中，我们讨论了SN爆发和相关伽马射线事件之间可能存在的滞后。在迄今发现的少数SN/GRB组合中，SN爆炸和GRB事件似乎同时发生。在第9节中，我们提出了结论，并强调了Swift希望允许我们解决的开放问题。
2005-04-23 astro-ph
Hypernovae and their Gamma-Ray Bursts Connection
长伽马射线暴（GRB）与超新星（SNe）之间的联系已通过GRB 980425/SN 1998 bw、GRB 030329/SN 2003 dh和GRB 031203/SN 2003 lw的观测事例得到证实。这些事件可以解释为一颗大质量恒星（M ~ 40 Msun）失去了外层氢和氦的包层，其核心迅速坍缩成一个黑洞（BH）。这些超新星都具有强的氧谱线，其能量远大于典型的超新星，因此被称为超新星（HNe）。SN 2006 aj/GRB 060218的情况似乎不同：GRB是弱而软的（X射线闪光，XRF）; SN是暗淡的，有非常弱的氧线。SN 2006 aj的爆炸能量较小，喷出的质量也较小。在我们的模型中，母星的质量比其他GRB/SNe小（M ~ 20 Msun），这表明形成的是一颗中子星（NS）而不是一个黑洞。如果新生的中子星被强烈磁化（所谓的磁星）并快速旋转，它可能会发射一个微弱的GRB或XRF。20-30颗Msun恒星的最终命运表现出有趣的多样性，如非常奇特的Ib/c型SN 2005 bf。这个质量范围对应于NS到BH的跃迁。我们还比较了HNe与贫金属星的核合成特征，提出了超新星-第一星型接法。
2007-07-15 astro-ph
The Proto-neutron Star Phase of the Collapsar Model and the Route to Long-soft Gamma-ray Bursts and Hypernovae
最近的恒星演化计算的低金属丰度大质量快速旋转的主序星产生铁的核心在崩溃赋予高角动量。高角动量和黑洞的形成被认为是长软伽马射线暴（GRB）的Eksar模型的关键组成部分。在这里，我们提出了2D多组，通量限制扩散MHD模拟的崩溃，反弹，并立即反弹后阶段的35 Msun的Woosley & Heger的候选人模型。我们发现，磁旋转不稳定性（MRI）的毫秒周期中子星，磁驱动的爆炸englomerate在原中子星阶段，在重子加载的非相对论性喷流的形式，并没有形成的黑洞，中央的Eksar模型的表面层的微分旋转。巧合的是，尽管围绕恒星质量损失、角动量输运、磁场和磁共振成像的不确定性很大，但目前的低金属丰度化学均匀演化模型产生了具有铁核的大质量恒星，这些恒星可能有太多的角动量，无法避免在反弹后立即发生磁驱动的超超新星爆炸。我们推测，在铁的核心快速旋转可能会抑制，而不是使，双星的形成，这需要一个大的角动量不是在核心，但以上it. Variations在大质量恒星的角动量分布在核心坍缩可能解释的多样性Ic型超新星/hypernovae和他们可能与伽玛暴。一个推论可能是，通过角动量分布对磁场放大的影响，而不是原始质量来区分这些结果。
2007-12-06 astro-ph
Gamma-Ray Bursts as Hypernovae
BeppoSAX和BATSE伽马射线暴（GRB）之后的光学和射电余辉的能量学表明，伽玛射线辐射不是窄准直的，而是可能有适度的聚束，因此GRB的总能量可能在10^{50} - 10^{51}尔格的范围内。到目前为止，所有试图通过中微子-反中微子湮灭产生火球的尝试都失败了，而快速旋转与$ \sim 10^{15} $高斯磁场相结合的方法越来越受欢迎。本文描述了一种超新星的设想：一个密近双星系统中一个大质量成员的坍缩，类似于Woosley（1993）提出的“失败的”Ib型超新星模型。坍缩可能会导致爆炸，能量通过强磁场从快速旋转的热中子核或黑洞传输到包层，正如Ostriker和Gunn（1971）提出的超新星模型一样。然而，由于巨大的质量和核心的快速旋转，超新星的爆炸可能会释放高达10^{54}尔格的动能，产生一个“脏”火球。在这种情况下，一个适度的非球形爆炸可能会将一小部分物质加速到一个非常大的洛伦兹因子，这可能会引起伽马射线暴及其余辉，就像传统的火球模型一样。然而，从超新星喷出的最高速度的喷出物之后是膨胀速度较慢但携带大部分动能的物质，为余辉提供了长期的动力源。如果余辉在很长一段时间内仍然发光，那么所提出的超新星场景可能会提供一个解释。前超新星是大质量恒星，可能位于年轻的恒星形成区域。
1997-06-23 astro-ph
Gamma-ray bursts and gravitational radiation from black hole-torus systems
宇宙学上的伽马射线暴（GRB）很可能是由一个旋转的黑洞系统提供能量的。这些可能是超新星或黑洞-中子星合并的结果。我们确定了短/长的爆发与超和悬浮吸积状态周围缓慢/快速旋转的黑洞。贫重子喷流，作为观测到的伽玛暴/余辉发射的输入，可能是由于沿黑洞旋转轴上的开放通量管的间隙中的耗散。预计环面将把黑洞亮度的大部分辐射到引力波中，这表明长GRB可能是宇宙中最强大的LIGO/VIRGO爆发源。（缩写）
2001-09-25 astro-ph
On the Theory of Gamma Ray Bursts and Hypernovae: The Black Hole Soft X-ray Transient Sources
我们证明了一个共同的演化历史可以在银河系中产生质量为~5 - 10M_sun的黑洞双星。在软X射线瞬变（SXTs）活动阶段，ZAMS（零龄主序）伴随着低质量、<2.5 Msun，仍保留在主序中，多数为K或M型。在两个中间情况下，IL Lupi和Nova Scorpii与ZAMS~2.5 M_sun伴星的轨道由于在形成黑洞的爆炸中大量的质量损失而大大加宽，而这些伴星处于主序演化的晚期，它们接近演化。伴星ZAMS质量>~3 M_sun的双星最初是“沉默”的，直到伴星开始跨越赫兹普龙间隙演化。我们提供的证据表明，较窄，较短的周期双星，与同伴现在在主序列，是伽玛射线爆发（GRB）的化石遗迹。我们还表明，伽玛射线暴通常伴随着一个超新星爆炸（一个非常有活力的超新星爆炸）。我们进一步表明，与演化的同伴的双星是很好的模型，最近看到的钱德拉在其他星系的超亮X射线源（ULXs）。我们演化历史中的巨大规律性，特别是ZAMS质量<~2.5 M_sun的伴星大部分以K或M星的形式保留在主序中的事实，可以用共同包层演化中的质量损失情况C来解释;只有在核心He燃烧完成后才会发生。由于我们的论点情况C的质量转移是不是在社会上普遍理解，我们增加了一个附录，表明与某些假设，我们概述了我们可以重现黑洞二进制文件的演化过程中的质量转移情况C。
2002-08-15 astro-ph
The Connection between Gamma-Ray Bursts and Extremely Metal-Poor Stars: Black Hole-forming Supernovae with Relativistic Jets
长持续时间的伽马射线暴（GRB）被认为与发光和高能的超新星（SNe）有关，称为超新星（HNe），由黑洞（BH）形成的大质量恒星坍缩造成。然而，对于最近附近的伽玛暴~060505和060614，预期的SNe没有被检测到。SN亮度的上限比GRB相关的HNe（GRB-HNe）弱约100倍，对应于$M({\rm ^{56}Ni})\sim 10^{-3}M_\odot$的喷射$^{56}$ Ni质量的上限。SNe和少量的$^{56}$ Ni喷射被观察为微弱的II型SNe。HNe和微弱的SNe被认为是极贫金属（EMP）恒星形成的原因。本文研究了相对论性喷流引起的40颗$M_\odot$星BH形成爆炸，并提出了流体动力学和核合成模型。这些模型可以统一地解释GRB-HNe和无亮SNe的GRB。它们与EMP星的联系也被讨论。我们认为，没有明亮的SNe的伽玛暴可能合成$\Mni\sim 10^{-4}$ $10^{-3}M_\odot$或$\sim 10^{-6}M_\odot$。
2007-02-19 astro-ph
The Connection between Gamma-Ray Bursts and Extremely Metal-Poor Stars as Nucleosynthetic Probes of the Early Universe
长伽玛暴与Ic型超新星（SNe）之间的联系揭示了有趣的多样性：（i）GRB-SNe，（ii）非GRB超新星（HNe），（iii）X射线闪光（XRF）-SNe，（iv）非SN伽玛暴（或暗HNe）。我们发现，在上述多样性中发现的核合成特性与极端贫金属（EMP）星丰度模式的变化有关，例如C，Co，Zn相对于Fe的过量。我们解释这样一个连接在一个统一的方式作为核合成超非球面（射流诱导）爆炸波普III核心崩溃SNe。结果表明：（1）具有大能量沉积率的爆发（$\dot{E}_{\rm dep}$）是以GRB-HNe的形式观测到的，它们的产额可以解释正常EMP星的丰度;（2）具有小能量沉积率的爆发（$\dot{E}_{\rm dep}$）是以没有亮SNe的GRB形式观测到的，它们可以解释富C EMP星（CEMP）和超贫金属星（HMP）的形成。因此，我们认为GRB-HNe和非SN GRB（暗HNe）属于一个连续系列的BH形成恒星死亡与不同的$\dot{E}_{\rm dep}$的相对论喷流。
2008-03-13 astro-ph
Diversity of the Supernova - Gamma-Ray Burst Connection
长伽马射线暴（GRB）和Ic型超新星（SNe）之间的联系揭示了有趣的多样性。我们回顾以下类型的GRB-SN连接。(1)GRB-SNe：这三颗超新星的爆炸能量都比典型的SNe大得多，因此被称为超新星（HNe）。它们的质量足以形成黑洞。(2)非GRB HNe/SNe：一些HNe与GRB无关。(3)XRF-SN：与X射线闪光灯060218相关的SN 2006aj比GRB-SNe暗，并且具有非常弱的氧线。据估计，它的前身质量小到足以形成中子星，而不是黑洞。(4)非SN型伽玛暴：两个邻近的长伽玛暴与SNe无关。这种“黑暗的HNE”已经在这次演讲中被预测（即，就在发现之前），以解释富C（超）贫金属恒星的起源。这将是对Hypernova-First星型接法的重要确认。我们将展示我们的尝试，以一个统一的方式与射流诱导爆炸模型解释的多样性。
2007-02-22 astro-ph
Nucleosynthesis in Core-Collapse Supernovae and GRB--Metal-Poor Star Connection
本文综述了不同恒星质量、爆炸能量和金属丰度的核塌缩超新星（SNe）的核合成产额。与贫金属恒星丰度模式的比较为检验爆炸模型及其核合成提供了极好的机会。我们表明，极贫金属（EMP）恒星的丰度模式，例如，C、Co、Zn相对于Fe的过量与高能爆炸（Hypernovae，HNe）而不是正常超新星的产额更好地一致。我们注意到，EMP星丰度分布的变化与超新星-伽玛暴联系的多样性有关。我们总结了（1）GRB-SNe，（2）Non-GRB HNe/SNe，（3）XRF-SN，（4）Non-SN GRB的不同性质。特别是，非SN伽玛暴（暗超新星）已被预测，以解释富C EMP星的起源。我们表明，这些变化和连接可以模拟在一个统一的方式与相对论射流引起的爆炸。最后，我们检查是否最明亮的超新星2006 gy可以一贯的对不稳定超新星模型的解释。
2007-07-15 astro-ph
X-ray Emission of Supernova 1998bw in the Error Box of GRB980425
1998年4月25日发生的伽玛射线暴和超新星爆发（1998bw）在空间和时间上的巧合，使人们对这两种现象之间的物理联系，以及伽玛射线暴与超新星的关系，至少是与其中最强大的超新星（超超新星或超新星）的关系产生了怀疑。事实上，SN 1998bw的多波长观测揭示了不寻常的特征：在无线电和光学波长上具有极高的能量输出，以及传出冲击波的相对论膨胀。BeppoSAX号卫星在探测到伽马射线暴后约10小时开始监测SN 1998 bw的X射线发射，其发射非常迅速（在超新星爆炸后一天内），但其光谱和时间特性与X射线探测到的其他超新星相似。
1999-10-13 astro-ph
Supernova and GRB connection: Observations and Questions
本文综述了超新星/伽马射线暴关联的观测现状。目前的数据表明，SNe与伽玛暴形成一个异构类的对象，包括明亮和暗淡的超新星，也许也是“标准”的Ib/c事件。与其他类型的核心塌陷SNe（如IIn）的关联证据要弱得多。在结合本地GRB率与本地SN-Ibc率和聚束估计之后，我们发现GRB/SNe-Ibc的比率在~0.5- 4%的范围内。在迄今为止发现的大多数SN/GRB星协中，SN和GRB事件似乎是同时发生的。在某些情况下，数据并不排除超新星爆炸可能比伽玛射线暴早几天。最后，我们讨论了一些新的问题开始最近的情况下，GRB-SN协会。
2006-04-05 astro-ph
The SN 1987A Link to Gamma-Ray Bursts
SN 1987 A的早期测量表明，束流/喷流（BJ）撞击极地喷出物（PE）产生了“神秘点”（MS）。SN闪光需要额外的8天才能击中MS，这在第8天的光学中以2 e39 ergs/s得到证实。在第10天附近开始的光度斜坡表明来自BJ的粒子击中了PE，最快的粒子在0.8 c下移动，MS的光学光度上限为5e 40 ergs/s。SN 1987 A的细节强烈暗示它是由两个共同包层双星的恒星核合并而成，也就是一个由“双简并”（DD）引发的SN，因此它是非核坍缩的球状星团、GRB和SNe中99%的MSP的罗塞塔石碑，包括除了SN 1986 J和更遥远的SN 2006 gy之外的所有最近的SNe。在不需要炸穿SK-69 202的CE的情况下，BJ很可能会在撞击PE时引起完整的长软伽马射线暴（IGRB），因此DD可以产生IGRB。从SN 1987 A到PE的22 lt-d内，伽玛暴的典型0.5度准直产生约100 s的延迟，与观测到的lGRB非瞬发部分的延迟相匹配。由于DD必须是椭圆星系中主要的SN机制，在那里只观察到短而硬的GRB（sGRB），没有CE或PE的DD也必须制造sGRB，因此99%的所有GRB的初始光子谱是已知的，而中子星（NS）-NS合并可能不会产生我们所知道的GRB。对Ia's的观测强烈地表明它们也是DD，这意味着Ia宇宙学中的另一个系统效应，因为如果在它们的DD合并极上有足够的物…
2007-06-29 astro-ph
Late-time Radio Observations of 68 Type Ibc Supernovae: Strong Constraints on Off-Axis Gamma-ray Bursts
我们提出了68个当地Ibc型超新星的晚期射电观测，包括6个具有宽光学吸收线的事件（“hypernovae”）。这些物体都没有表现出可归因于离轴伽马射线暴喷流的无线电发射，这些喷流扩散到我们的视线中。通过与我们的余辉模型的比较，我们得到了以下结论：（1）Ibc型超新星的小于$\sim 10%$的事件与最初偏离我们视线的典型伽马射线暴有关，这就对伽玛暴聚束因子$<f_b^{-1}> \lesssim 10^4$提出了一个经验约束，它对应于一个平均喷流张开角，即$θ_j \gtrsim 0.8$度。(2)这一点尤其适用于宽线超新星（SNe 1997dq、1997ef、1998ey、2002ap、2002bl和2003jd），它们被认为是伽玛射线暴喷流的宿主。我们的观测没有发现典型的（甚至是亚高能的）GRB的证据，并且排除了在84%的置信水平下每个宽线SN都有GRB的情况。他们的大光球速度和不对称的喷出物（从分光偏振和星云光谱推断）似乎是非相对论性超新星爆炸的特征，并不一定意味着相关的伽玛射线暴喷流的存在。
2005-12-06 astro-ph
Aspherical Properties of Hydrodynamics and Nucleosynthesis in Jet-induced Supernovae
喷流诱发的超新星（SNe）被认为发生在伽马射线暴（GRB）和高能SNe（超新星）中。我调查射流引起的爆炸人口III $40_\odot$星的二维特殊相对论流体动力学代码的流体动力学和核合成的性质。得到了高、低能沉积率$\dot{E}_{\rm dep}=120\times10^{51} {\rm ergs s^{-1}}$和$1.5\times10^{51} {\rm ergs s^{-1}}$模型爆炸后的丰度分布和产额与角度的关系。在喷流引起的超新星中，Fe峰产物的喷射和未处理物质的回落解释了极贫金属（EMP）星的丰度模式。还发现缺硅贫金属星HE 1424- 0241的特殊丰度模式可由含$\dot{E}_{\rm dep}=120\times10^{51} {\rm ergs s^{-1}}$的模型的$θ=30^\circ-35^\circ$角定界产额重现。此外，我比较了射流诱导爆炸和球形爆炸的产量，并确认射流诱导爆炸中的喷射和回落几乎等同于球形爆炸中的“混合回落”。然而，与球形模型相比，在射流诱发爆炸中实现了高熵环境，因此[（Sc，Ti，V，Cr，Co，Zn）/Fe]增强。[Sc/Fe]和[Ti/Fe]的增强改善了与EMP星丰度模式的一致性。
2008-08-26 astro-ph
Supernova 2002ap - The First Month
2002年1月29日，M74中的超新星2002 ap被发现。它是近几十年来距离最近的超新星事件之一（10 Mpc），在光谱上类似于所谓的"超超新星“1997 ef和1998 bw，两者都可能与伽马射线暴（GRB）有关，因此引起了人们极大的兴趣。在它被发现后不久，我们对这一事件进行了密集的光度和光谱监测，在这里我们报告了第一个月的观测结果。我们使用我们的UBVRI测光估计的幅度，和日期，峰值亮度。我们的数据表明，这个物体在2月7.1（-1.3）（+2）UT达到了它的峰值B波段光度。基于它与SN 1998 bw的相似性，我们估计了可能与SN 2002 ap相关的GRB的可能日期范围。根据最近的报告，我们发现它可能包括所有可用的伽马射线数据都被密集扫描的时间框架之外的日期。SN 2002 ap（M_B = -16.9）的亮度峰值绝对星等表明，它比SN 1998 bw或正常的Ia型SNe要暗得多，但与SN 1997 ef相似。我们的光谱观测证实SN 2002 ap与SNe 1998 bw和1997 ef惊人地相似。我们简要描述了这个对象的光谱演化。为了帮助其他观察者并激发理论模型，我们以数字形式公开了我们的整个数据集。
2002-03-31 astro-ph
The possible existence of a continuum encompassing the diversity of explosive stellar deaths,ranging from ordinary SNe to relativistic hypernovae associated with long duration GRBs, is under intense debate. In this context, SN2008D associated with XT080109 could represent a paradigmatic case, since it might exemplify a potential borderline event. The main aim is to infer geometric information of SN2008D through the evolution of its linear optical polarization. We also report the polarization evolution of SN2007uy, and discuss the properties of the host ISM towards the XT. The final goal is to …
2010-07-06 astro-ph
