Revisiting early afterglows of gamma-ray bursts with finite-thickness ejecta: Implications from XRF 080330 and GRB 080710
Aoyama Gakuin University（青山学院大学）；Osaka University（大阪大学）；The University of Tokyo（东京大学）
研究通过分析XRF 080330和GRB 080710的余辉，发现有限喷流厚度对早期余辉光曲线有显著影响，挑战了薄壳近似法的适用性，并揭示了喷流动力学与爆发阶段的联系。
2026-07-28 astro-ph.HE
Chemical stratification in a long gamma-ray burst cocoon and early-time spectral signatures of supernovae associated with gamma-ray bursts
我们提出了三维流体动力学模拟的结果伽马射线暴（GRB）喷流从一个大质量的恒星，特别是侧重于高速准球形喷出物的形成和喷流引起的化学混合。最近对与伽玛暴有关的超新星的早期光学观测（例如，GRB 171205 A/SN 2017 iuk）表明，在喷出物的高速外层中有相当数量的重金属。使用我们的射流模拟，我们表明，密度和化学结构的外部喷出物的观测暗示可以自然地复制一个强大的喷流穿透祖星。我们考虑三个有代表性的喷流模型与剥离的大质量恒星，一个标准的喷流，弱喷流，并通过扩展的星周介质阻塞的喷流，澄清的差异，在动力学演化和喷射物质的化学性质。标准喷流成功地穿透了祖星，并产生了一个准球形的喷出物成分（茧）。射流引起的混合显着污染的茧与重元素，否则已嵌入内层的喷出物。弱喷流和扼流模型不能产生超相对论性喷流，但产生了具有不同化学性质的准球形茧。我们讨论了不同的喷星相互作用对预期的长伽玛暴的早期电磁特征的影响，以及如何从观测中探测喷流动力学。
2021-11-25 astro-ph.HE
Searching for the radio remnants of short duration gamma-ray bursts
中子星合并产生大量快速移动的喷出物，并在合并后数年向外扩张。这些喷出物与周围介质的相互作用可能会产生一个弱的各向同性的无线电残余，在相对较近的事件中可以检测到。我们使用短持续时间的伽马射线暴（sGRB）的晚期射电观测来约束这个模型。研究了两个事件样本：选择了可能在局部（<200 Mpc）宇宙中的四个sGRB来限制亚相对论性喷出物的残余非热发射，而宇宙学距离上的17个sGRB用于限制原磁星中央引擎的存在，可能重新激活合并喷出物。我们考虑了GRB~ 170817 A/GW ~ 170817的情况，发现在这种情况下，早期的射电辐射可能被喷流冲击波猝灭。在所有情况下，对于M_ej \lesssim 10^{-2}（5 * 10^{-2}）M_sun的喷出物质量范围，我们可以排除能量非常高的合并喷出物E_ej \gtrsim 5 * 10^{52}（10^{53}）erg，从而排除作为合并残余物的强大磁星的存在。
2020-10-21 astro-ph.HE
The late jet in gamma-ray bursts and its interactions with a supernova ejecta and a cocoon
在伽马射线暴（GRB）的X射线余辉中观察到的晚期X射线耀斑表明，在爆发后的几分钟到几小时内，中央发动机活动较晚。几个明确证实的超新星与附近长伽玛暴关联的案例意味着伴随的超新星样成分可能是所有长伽玛暴事件的共同特征。这些促使我们研究一个晚喷流的相互作用，负责一个X射线耀斑，在一个恒星爆炸的各种组件，负责一个伽玛射线暴。这些组成部分包括超新星壳状喷出物，以及产生GRB的主喷流本身穿过祖星传播时产生的茧。我们发现，晚期喷流与超新星喷出物之间的相互作用可能会产生持续约10 s的发光（高达10^49 erg s^-1）热X射线瞬变。后期喷流和茧之间的相互作用产生同步自吸收非热发射，与观察到的峰值X射线通量密度从0.001微焦耳至1毫焦耳在1千电子伏和峰值光通量密度从0.01微焦耳至0.1焦耳（红移z= 2）。后期射流-蚕茧相互作用产生的光变曲线具有非常小的脉宽-时间比，Δt / t \approx 0.01 - 0.5，其中t是自爆发触发以来的脉冲峰值时间。在当前和未来的观测中识别这些特征将为GRB祖星的研究开辟一个新的前沿。
2010-01-12 astro-ph.HE
Gravitational-wave memory from a propagating relativistic jet: a probe of the interior of gamma-ray burst progenitors
一般认为，伽马射线暴（GRB）的相对论喷流最初应该通过大质量祖星的重包层或通过致密双星合并形成的合并喷出物传播。喷流与恒星包层或合并喷出物的相互作用可以导致喷流头部物质的减速，同时形成热茧。然而，这种喷流-包层/喷出物的相互作用实际上是无法用电磁辐射检测到的，只能通过爆发喷流的结构间接推断。因此，作为对这种现象的解决方案，我们建议喷流包络/喷出物相互作用可以产生幅度为$h\sim10^{-26}-10^{-23}$的引力波（GW）记忆，这可以用未来的GW探测器在亚赫兹到几十赫兹的频率范围内检测到。这提供了一个潜在的直接的方式来探测喷流的传播，然后伽玛暴的祖先的内部。此外，即使喷流最终被恒星包层或合并喷出物阻塞，这种方法原则上也是可行的。
2020-08-31 astro-ph.HE
Dynamical properties of mildly relativistic ejecta produced by the mass-loading of gamma-ray burst jets in dense ambient media
本文通过三维相对论流体力学模拟研究了GRB喷流与致密星周介质相互作用产生的轻度相对论抛射物，发现其密度结构具有普适的幂律分布，并探讨了其与GRB成协超新星及快速蓝色光学暂现源的联系。
2024-06-11 astro-ph.HE
Can we probe the Lorentz factor of gamma-ray bursts from GeV-TeV spectra integrated over internal shocks?
通过数值计算和解析计算，重新讨论了伽马射线暴瞬发相电子-正电子对产生的高能谱截止。我们表明，传统的指数和/或破幂律截止应大幅修改为一个较浅的破幂律在实际观测中，整合从不同的内部冲击排放。由于陡化对观测来说是微小的，这种“涂抹”效应通常会降低以前对伽玛暴外流的洛伦兹因子的估计。我们将我们的公式应用于最近由费米卫星上的大面积望远镜探测器探测到的GRB 080916 C，并发现最小的洛伦兹因子可以是~600（甚至更小的值），这低于但与以前的结果一致~900。观测陡变能量（所谓的“对断裂能量”）对于在未来的观测中诊断洛伦兹因子和/或发射位置至关重要，特别是当前和未来的切伦科夫望远镜，如MAGIC，VERITAS和CTA。
2010-09-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing Kilonova Ejecta Properties Using a Catalog of Short Gamma-Ray Burst Observations
GW 170817和GRB 170817 A与AT 2017 gfo的发现，巩固了中子星合并、短伽马射线暴（GRB）和千新星之间的联系。为了研究不同kilonova行为背景下的短GRB观测，我们提出了一个全面的光学和近红外（NIR）目录的85个爆发发现在2005-2020年的时间尺度上的$\lesssim12$天。该样本包括以前未发表的23个爆发的观测结果，并包括检测和深上限。我们在我们的目录中识别出11.8%和15.3%的短伽玛暴，其探测光度的上限分别低于AT 2017 gfo和基准NSBH kilonovae模型（用于极上方向）。我们量化的喷出物质量允许的最深的限制在我们的目录中，限制蓝色和“极蓝”kilonova组件的14.1%的爆发$M_{\rm ej}\lesssim0.01-0.1 M_{\odot}$。短伽玛暴的样本对红色kilonova成分没有特别的限制。出于大目录以及不同的kilonova行为的模型预测，我们调查修改后的搜索策略，为未来的后续行动短伽玛暴。我们发现，地面光学和近红外观测的时间尺度为$\gtrsim 2$天可以发挥重要作用，限制更多样化的结果。我们期望未来的短期伽玛射线暴后续工作，如从{ \it詹姆斯韦伯太空望远镜}，以扩大范围的千诺瓦探测到红移的$z\approx 1$。
2021-04-22 astro-ph.HE
Modeling the late time merger ejecta emission in short Gamma Ray Bursts
本文利用含相对论修正的标准磁星模型光变曲线及VLA、ATCA射电上限，分析7个近邻短GRB，约束晚期并合抛射物辐射对应的周围介质数密度。
2024-01-22 astro-ph.HE
X-ray flares from dense shells formed in gamma-ray burst explosions
在伽马射线暴的早期余辉期间，当爆炸喷出物驱动冲击波进入外部介质时，雨燕卫星通常会探测到明亮的X射线耀斑。我们认为，耀斑产生的反向冲击传播到尾部的喷出物。预计喷出物中含有爆炸早期形成的一些致密外壳。我们展示了一个例子，如何形成这样的致密壳层，并描述了如何与它们相互作用的反向冲击。在这种相互作用中产生了新的反射激波，产生了短暂的X射线耀斑。该模型对观测到的X射线耀斑的主要特征-快速上升、急剧幂律下降和特征峰持续时间Δt /t=（0.1-0.3）-提供了自然的解释。
2015-03-28 astro-ph.HE
Magnetar bursts due to Alfvén wave nonlinear breakout
磁星活动最常见的形式是短X射线爆发，持续时间从毫秒到秒，亮度范围从$10^{36}$到$10^{43}\ {\rm erg}\,{\rm s}^{-1}$。最近，来自银河系磁星SGR 1935+2154的X射线爆发被检测到与来自同一来源的两个类似快速射电暴（FRB）的事件重合，提供了FRB可能与磁星爆发有关的证据。使用完全三维无力电动力学模拟，我们表明，这样的磁星爆发可能产生的阿尔文波发射局部磁星地震：一个波包传播到外磁层，成为非线性，并逃离磁层，形成一个超相对论喷出物。喷出物推开磁层磁力线，在其后面产生电流片，在这些电流片处可能发生磁重联，导致等离子体重联和X射线发射。喷出物的角度大小可以是紧凑的，如果地震发射区很小，则为$\lesssim 1$ sr，$\lesssim 0.01$ sr在恒星表面。我们讨论的FRB和一致的X射线爆发SGR 1935+2154的影响。
2022-06-01 astro-ph.HE
A Quark-Nova in the wake of a core-collapse Supernova: a unifying model for long duration Gamma-Ray Bursts and Fast Radio Bursts
[摘要]通过利用大质量恒星的核塌缩超新星爆炸后的夸克新星（QN;中子星到夸克星的爆炸跃迁），我们建立了一个长持续时间伽马射线暴（LGRB）和快速射电暴（FRB）的统一模型。SN和QN之间的时间延迟（几年到几十年）以及相对论QN喷出物的碎片性质（即数百万块）是产生强大的LGRB引擎的关键。在我们的模型中，一个LGRB光变曲线表现出相互作用的碎片QN喷出物与湍流（即对流和磁饱和）SN喷出物是由其与底层脉冲星风星云（PWN）的相互作用形成的。余辉是由于QN块的相互作用，退出SN喷出物，与周围的介质。我们的模型可以同时拟合BAT/XRT的瞬发和余辉光变曲线及其光谱，从而得到LGRB的观测性质（如能带函数和X射线耀斑）。我们发现米德定律和阿玛提定律不是基本的，而是现象学的。FRB的结果从相干同步辐射时，QN块与非湍流弱磁化PWN-SN喷出物，其中的条件是易于韦伯不稳定性相互作用。由韦伯不稳定性引起的磁场放大设定了电子和电子对相干辐射的聚束长度。在我们的模型中得到的发射频率，光度，持续时间和色散措施是一致的FRB数据。我们发现了从FRB到LGRB的高能暴现象的自然统一，包括X射线闪光和富X射线GRB以及超亮SNe。我们发现了超高能宇宙射线和FRB之间的可能联系，并提出了一个QN后的二元中子星合并可以产生一个短的GRB（SGRB）与BAT/XRT光变曲线。
2019-11-21 astro-ph.HE
Constraining the Lorentz invariance violation from the continuous spectra of short gamma-ray bursts
在量子引力中，时空的泡沫结构导致洛伦兹不变性破坏（LIV）。伽马射线暴（GRB）是宇宙中能量最大的天体物理过程，它为研究量子引力效应提供了一个有效的途径。利用Swift卫星观测到的20个短伽玛暴的连续谱，给出了量子引力能标$M_\textrm{QG} $的保守下限。由于LIV效应，具有不同能量的光子具有不同的速度。这将导致高能光子相对于低能光子延迟到达。基于LIV引起的时间延迟不可能超过一个伽玛暴的持续时间这一事实，我们给出了20个短伽玛暴的量子引力能量标度的最保守估计。最严格的约束，$M_\textrm{QG}>5.05\times10^{14}$ GeV，来自GRB 140622 A。
2015-11-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Neutron-star merger ejecta as obstacles to neutrino-powered jets of gamma-ray bursts
本文首次对黑洞-环面系统进行了狭义相对论性轴对称流体动力学模拟（近似广义相对论引力）作为双星-中子星（NS-NS）和中子星-黑洞（NS-BH）合并的残余，其中，粘性驱动的吸积环的演化遵循自洽的能量-的依赖中微子输运和相互作用的动态喷出物在NS-NS合并期间排出的云考虑。模型环面质量，BH质量和自旋，和喷出物的质量，速度和空间分布采用相对论合并模拟。我们发现，中微子湮灭的能量沉积可以加速流出最初高洛伦兹因子沿极低密度漏斗，但只有在合并极区的重子污染极低。NS-BH合并，在合并阶段没有极质量喷射，提供了足够的重子贫环境，使中微子动力，超相对论喷流与终端洛伦兹因子超过100和相当大的动力学准直，有利于短伽马射线暴（sGRB），虽然他们的典型能量和持续时间可能太小，无法解释大多数事件。然而，在NS-NS合并的情况下，吸积和粘性扩散环的中微子发射太短，太弱，无法产生足够的能量，使流出物从周围的喷出物壳层中爆发出来，成为高度相对论性的喷流。我们的结论是，中微子湮灭本身不能从NS-NS合并电源sGRB。
2016-01-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Infrared emission from kilonovae: the case of the nearby short hard burst GRB 160821B
我们提出了一个最近的短硬伽马射线暴，GRB 160821 B，在z=0.16，在三个历元的KS带发射的限制。我们检测到一个红色的相对论余辉喷射发射在第一个时代，但没有检测到任何多余的千诺瓦排放在第二个两个时代。我们比较的上限与凯克我/MOSFIRE的多维辐射转移模型的kilonovae，采用成分相关的核加热和LTE不透明的重元素。我们讨论了八个模型，结合环形动态喷出物和两种类型的风和一个模型与动态喷出物。我们还讨论了简单的，经验的定标律的预测排放作为喷出物的质量和喷出物的速度的函数。我们对GRB 160821 B的限制限制了喷出物的质量，当速度大于0.1c时，喷出物的质量低于0.03 Msun。在先进的LIGO的距离灵敏度范围内，类似的地面观测将对预测的模型排放的全部范围足够敏感，包括只有动态喷出物的模型。这些模型的颜色演变表明，I-K颜色范围为7- 16等，这表明即使是相对较浅的红外搜索千新星也可能与光学搜索一样受到限制。
2017-06-14 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Dispersion and Rotation Measures from the Ejecta of Compact Binary Mergers: Clue to the Progenitors of Fast Radio Bursts
自从发现与银河SGR 1935+2154相关的FRB 200428以来，磁星被认为是快速射电暴（FRB）的动力。人们普遍认为磁星可以通过核心坍缩（CC）爆炸和致密的双星合并形成，例如双星中子星（BNS），双星白矮星（BWD）和中子星-白矮星（NSWD）合并。因此，重要的是要区分不同的祖细胞。并合喷出物的膨胀产生了随时间演化的色散测度（DM）和旋转测度（RM），可以探测FRB的局部环境。在本文中，我们推导出的DM和RM的标度律不同的动力学结构（质量和能量分布）的喷出物在均匀的环境介质（合并的情况下）和风环境（CC的情况下）。我们发现，在合并的早期阶段，DM和RM将增加，而DM将继续缓慢增长，但RM将减少在合并的情况下，在后期阶段。在BNS合并情景下，我们首次同时拟合了FRB 121102的DM和RM演化，发现它在2012年首次被探测时的源年龄为$ \sim9-10 $ yr，周围介质密度为$ \sim 2.5-3.1 $ cm $ ^{-3} $ .一些FRB的大偏移与BNS/NSWD信道一致。用总体合成方法估计了紧二进制合并率。BWD合并率接近观察到的FRB率。因此，FRB的祖细胞可能不是唯一的。
2020-12-14 astro-ph.HE
High-Resolution Numerical Calculations of GRB Afterglow Plateaus arising from Stratified Ejecta
Purdue University（普渡大学）
研究伽马射线暴余辉平台，通过高分辨率数值计算，用JET和Firefly代码验证分层抛射物结构可产生余辉平台，其斜率能约束抛射物分层，还给出平台持续时间与抛射物特征洛伦兹因子的标度关系。
2026-07-15 astro-ph.HE
Dispersion Measure Variability in Fast Radio Bursts from Photoionization
Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
本文提出快速射电暴色散量变化源于超新星抛射物受中心引擎X射线光电离，模型预测活动增强伴随DM上升，并解释FRB 121102的DM演化。
2026-09-15 astro-ph.HE
Early afterglows from radially structured outflows and the application to X-ray shallow decays
在火球模型中，伽马射线暴（GRB）喷出物具有一定范围的体洛伦兹因子（假设$M\propto Γ^{-s}$）在物理上更真实。当喷出物的高洛伦兹因子部分被周围介质减速到可比较的洛伦兹因子时，喷出物的低洛伦兹因子部分将赶上高洛仑兹因子部分。这一过程将发展出一个持续时间较长的弱反向冲击，直到整个喷出物都受到冲击。同时，前向冲击材料逐渐被供应来自追赶的喷出物的能量，因此前向冲击发射的时间衰减将比没有能量供应的时间衰减慢。然而，反向冲击可能会很强烈。在这里，我们将标准的反向-正向激波模型扩展到径向不均匀喷出物的情况。我们表明，这个过程可以分为两种情况：厚壳的情况下，薄壳的情况下。在薄壳情况下，逆激波较弱，余辉的时间标度律与Sari & Mesz（2000）的结果相同。然而，在厚壳的情况下，反向冲击是强大的，因此它的发射占主导地位的余辉在高能带。我们的研究结果还表明，由于低洛伦兹因子材料的能量供应，余辉的衰减行为较慢，这可能有助于理解在早期的光学和X射线余辉中观察到的平台。
2009-08-31 astro-ph.HE
Radio Emission from Pulsar Wind Nebulae without Surrounding Supernova Ejecta: Application to FRB 121102
本文提出了一种新的设想：一颗快速旋转的强磁化脉冲星在周围没有任何超新星喷发物的情况下，通过某种机制反复产生快速射电暴（FRB），同时脉冲星产生的超相对论电子/正电子对风扫过周围稠密的星际介质，形成非相对论脉冲星风星云（PWN）.我们表明，从这样的PWN的同步辐射无线电发射是明亮的，足以占最近发现的持续无线电源与重复FRB 121102在合理的范围内的模型参数。此外，我们的PWN方案是一致的，从四年中观察到的所有重复爆发推断的分散措施的非演变。
2017-03-21 astro-ph.HE
Neutron conversion-diffusion: a new model for structured short gamma-ray burst jets compatible with GRB 170817
我们提出了一个通用的理论模型的结构的相对论性喷流传播通过喷出物的一个二元中子星合并事件，引入中子转换扩散的影响，这提供了一个重子通量横向传播从喷出物朝向射流轴。这自然导致了具有近似各向同性能量分布$E_{iso}(θ) \propto θ^{-4}$的外部喷流的重子负载结构的增加，这与在喷流的离轴角处观察到的第一个引力波和短伽马射线暴事件GW 170817/GRB 170817 A是相容的。
2021-03-03 astro-ph.HE
Extreme luminosities in ejecta produced by intermittent outflows around rotating black holes
瞬变宇宙中的极端源显示了相对论性流出的证据，这些流出来自间歇性的内部引擎，例如宇宙学上的伽马射线暴。它们可能来自于旋转的背洞与周围物质的相互作用。我们发现，这些相互作用的增强成反比的占空比在平流的磁通量，可以适用于在高吸积率。通过相对论磁流体动力学数值模拟，我们展示了相对论喷出物的形态和弹道传播。应用于恒星质量黑洞的大质量恒星的核心坍缩，它提供了一个强大的爆炸机制作为总能量输出的函数。在爆发时，这些喷出物可能产生低光度的伽玛暴。一个长的GRB可能是由一个足够长寿命的间歇性内发动机产生的额外的超相对论性贫重子内喷流引起的。模拟结果表明，在合并的连续喷出物，其混合和冲击提供了一个途径，宽带高能量发射磁重联和冲击的复杂的几何形状。
2014-11-24 astro-ph.HE
Early Thermal X-ray Emission from Long Gamma-ray Bursts and Their Circumstellar Environments
我们对超相对论性喷流在大质量恒星和星周物质中的传播进行了一系列流体力学计算，以研究喷出物和星周物质之间的相互作用。我们成功地区分了两种性质不同的情况，其中喷出物是冲击的和冷却的。为了检验茧是否以亚相对论速度膨胀发出任何可观察到的信号，我们计算了茧的预期光球发射。发现这种辐射可以解释最近在某些伽马射线暴中发现的早期热X射线辐射。这一结果表明，可以通过观测γ射线暴早期的热X射线辐射来探测γ射线暴的星周环境差异。
2013-01-11 astro-ph.HE
High energy emission of GRB 130821A: constraining the density profile of the circum-burst medium as well as the initial Lorentz factor of the outflow
GRB 130821 A被Fermi-GBM/LAT、Konus-Wind、SPI-ACS/INTEGRAL、RHESSI和Mars Odyssey-HEND探测到。虽然GRB 130821 A的数据非常有限，但我们在这项工作中表明，高能伽马射线发射（即，高于100 MeV）单独对环爆介质的密度分布以及流出物的初始洛伦兹因子施加了严格的约束。高能伽玛射线辐射的时间行为与前向激波同步辐射模型一致，环爆介质可能具有恒定密度分布。洛伦兹因子约为几百，与其他明亮的伽玛暴相似。
2013-12-10 astro-ph.HE
Jets in a Gamma-Ray Burst During its Prompt Emission: Evolution of Lorentz Factor
伽马射线暴中相对论性喷流的洛伦兹因子及其演化对于理解伽玛射线暴物理是至关重要的。由于光子-光子对产生的吸收，伽玛暴的瞬发辐射中可能出现高能光谱截止，据此可以估算体洛伦兹因子的精确值。在这项工作中，我们专注于调查的整体洛伦兹因子的演变射流在一个单独的爆发。基于\textsl{Fermi}观测，我们寻找了具有高能谱截止特征的多个$γ$射线脉冲暴，获得了9个暴。结合脉冲宽度和辐射谱的估算，估算了单个伽玛暴中不同脉冲对应的喷注的洛伦兹因子。结果表明，单个伽玛暴中喷注的洛伦兹因子在一定范围内波动，在这9个伽玛暴中没有一个普遍的趋势。此外，~ 130821 A、160509 A和160625 B中喷注的洛伦兹因子似乎随时间增加。我们还研究了$L_{\rm iso }$、$E_{\rm p,z}$和$Γ$之间的关系，发现与以前的工作中发现的一致。
2022-12-26 astro-ph.HE
A New Limit on Planck Scale Lorentz Violation from Gamma-ray Burst Polarization
在有效场论（EFT）框架下，考虑宇宙学因素，讨论了光子在$E/M_{\rm Planck}$中可能的洛伦兹不变性破坏（LIV）对一阶的限制。然后，使用偏振软$γ$-射线发射的$γ$ -射线暴GRB 041219 a，这是一个真空双折射的情况下，与最近的改进方法估计的红移的报告检测的爆发，我们推导出5维洛伦兹违反修改的拉格朗日的QED的有效的本地QFT的约束。我们的新约束比最近对蟹状星云观测的约束好五个数量级以上。我们得到的上限洛伦兹违反5维EFT参数$2.4 \times 10^{-15}$的$|ξ|$，对应于5维标准模型扩展参数，$k^{(5)}_{(V)00} \le 4.2 \times 10^{-34}$ GeV $^{-1}$的约束。
2011-06-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Testing Models for the Shallow Decay Phase of Gamma-Ray Burst Afterglows with Polarization Observations
几乎一半的伽马射线暴的X射线余辉被{ \em Swift}卫星发现具有浅衰变相，其起源仍然是个谜。两个主要的模型已经被提出来解释这个阶段，相对论风泡（RWBs）和结构喷出物，这可能分别来自毫秒磁星和快速旋转的黑洞。基于这些模型，我们研究了X射线和光学余辉的浅衰减阶段的偏振演化。我们发现在RWB模型中，在光学余辉和X射线余辉的浅衰减阶段，偏振度演化曲线出现了明显的凸起，偏振位置角的方向发生了$90^\circ$的突变.然而，在结构喷出物模型中，极化度并没有演变显着的余辉浅衰减阶段，无论是在喷出物中的磁场配置是随机的或全球大规模的。因此，我们的结论是，这两个模型的浅衰变阶段和相关的中央引擎将与未来的偏振观测测试。
2016-05-24 astro-ph.HE
Plerion model of the X-ray plateau in short gamma-ray bursts
许多短伽马射线暴（sGRB）在主暴之后的X射线光变曲线中表现出延长的平台。它示出，X射线高原在所观察到的光度自然出现从一个plerion样的模型的sGRB残余，其中磁化，相对论风毫秒磁星注入冲击加速电子到一个腔体所限定的sGRB爆炸波。一个几何形状相关的部分的plerionic辐射也被拦截和再处理的光学厚合并喷出物。借助于已建立的喷出物模型，近似地估计了注入物和喷出物对复合X射线光变曲线的相对贡献。为了解析计算X射线光变曲线，在含时、幂律注入、绝热和同步辐射冷却的作用下，演化出电子能谱的重离子分量。如果减速磁星坍缩形成一个黑洞，该模型产生了亮度和平台持续时间之间的反相关，以及X射线通量的突然截止。这两个特征与数据大致一致，并且可以与磁星的表面磁场及其出生时的角速度相关。与核心坍缩超新星遗迹的类比进行了简要讨论。
2019-06-07 astro-ph.HE
Gamma-ray burst afterglow blast waves
本文评述了重子伽马射线暴余辉冲击波的各个阶段。这就是余辉发射的原因，我们对伽马射线暴的理解大多来自于余辉发射。最初，爆炸波被限制在爆发器周围的稠密介质（恒星包层或稠密风）中，从而形成喷流茧结构。一个巨大的喷出物被释放出来，并可能被来自爆发器的持续能量释放所供给，并且在喷出物和环境密度之间建立了一个正向-反向冲击系统。最终，冲击波向侧面传播并减慢速度，主要的余辉发射从X射线转移到无线电。在过去的几年里，我们在观测和理论/数值上对这些冲击波的理解都取得了重大进展，由于它们通常具有100-1000的令人难以置信的高初始洛伦兹因子，这些冲击波在宇宙中是独一无二的。最近发现的短伽马射线暴对应的引力波探测（GW 170817）带来了一个全新的途径来探索和限制伽马射线暴冲击波的动力学的承诺。
2018-01-05 astro-ph.HE
Constraining the High-Energy Emission from Gamma-ray Bursts with Fermi
我们研究了费米伽马射线太空望远镜的伽马射线暴监测器（GBM）探测到的288个伽马射线暴，这些伽马射线暴在费米大视场望远镜（LAT）的头2.5年观测期间落入视场内，没有显示出100 MeV以上的发射证据。我们报告的光子通量上限在0.1-10 GeV的范围内，在提示发射阶段，以及固定的30秒和100秒的积分开始，从触发时间为每个突发。我们将这些限制与第一个GBM光谱目录中提出的光谱拟合外推所预期的通量进行比较，并推断大约有一半的GBM检测到的爆发要么需要GBM和LAT能带之间的光谱中断，要么在νFν光谱（Epk）的峰值上方具有固有的陡峭光谱。为了区分这两种情况，我们执行联合GBM和LAT频谱拟合到30个最亮的GBM检测到的爆发，并发现这些爆发中的大多数确实比单独拟合GBM数据推断的更软。大约20%的光谱子样本显示出统计学上显著的证据，表明它们的高能光谱存在截止，如果假设这是由于γγ衰减造成的，那么与产生这种发射的相对论流出相关的最大洛伦兹因子就会受到限制。所有这些后者爆发的最大洛伦兹因子估计值远低于LAT检测到的GRB计算的最小洛伦兹因子，揭示了GRB流出的大部分洛伦兹因子的广泛分布，并表明LAT检测到的爆发可能代表了该分布的高端。
2012-01-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Measuring the bulk Lorentz factors of gamma-ray bursts with Fermi
伽马射线暴（GRB）是由超相对论喷流提供能量的。相对论体运动的洛伦兹因子的最小值通常是基于观测到的高能光子（$\gg {\rm MeV}$）可以逃逸而不受由于对产生而引起的吸收的论点而获得的。如果检测到由于这种吸收而导致的光谱截止，则可以获得洛伦兹因子的精确值，而不是下限。随着大口径望远镜（LAT）对\textsl{Fermi}的良好光谱覆盖，这种截止的测量成为可能，已经报道了两个例子（GRB~090926 A和GRB~100724 B）有高能截止或中断。我们系统地寻找这样的高能量光谱截止/中断从LAT和伽马射线暴监测器（GBM）的即时发射的伽玛暴自2011年8月以来检测到的观测。在能量为$\sim10-500$~MeV的伽玛暴中，又发现了6个具有类似截止谱特征的伽玛暴。假设这些截止是由源内的成对产生吸收引起的，得到了这些伽玛暴的体洛伦兹因子。我们进一步发现，洛伦兹因子与各向同性伽玛射线亮度的爆发，表明更强大的伽玛暴喷流移动更快。
2015-04-15 astro-ph.HE
Gamma-Ray Bursts: Temporal Scales and the Bulk Lorentz Factor
对于Swift和Fermi GRB的样本，我们表明，最小的可变性时标和光谱滞后的提示发射是相关的散装洛伦兹因子在一个复杂的方式：对于小$Γ$的，可变性时标表现出一个浅（平台）区域。对于大$Γ$，变异性时间尺度作为$Γ$（$δT\proptoΓ^{-4.05\pm0.64}$）的函数急剧下降。证据也提出了一个有趣的峰值时间之间的相关性，t $_p$，余辉发射和即时发射的变化时间尺度。
2015-03-21 astro-ph.HE
Constraints on the bulk Lorentz factor of Gamma-Ray Burst jets from Fermi/LAT upper limits
伽马射线暴（GRB）喷流涉及超相对论运动，这在很大程度上得到了承认。然而，洛伦兹因子γ_0的值仍然不清楚，对于大多数爆发只知道下限。本文提出了一种新的求γ_0上限的方法。早期高能同步辐射余辉通量强烈依赖于γ_0。因此，GeV发射的上限提供了Gamma_0的上限。应用这种方法对190个Fermi-LAT没有探测到的Fermi伽玛暴进行了计算，我们对高能余辉通量设置了上限，并依次对γ_0设置了上限。对于典型红移z=2的爆发，我们发现均匀密度介质的值约为200（或更高），风状介质的值在100-400之间。这些上限与使用其他方法推断的下限和直接估计一致（并且非常接近），这表明伽玛射线暴喷流的典型洛伦兹因子大约为几百。
2016-10-25 astro-ph.HE
On the Possibility of Fast Radio Bursts from Inside Supernovae: The Case of SN 1986J
本文讨论了从超新星特别是SN 1986 J内部获得快速射电暴（FRB）的可能性。年轻的中子星参与了许多可能的FRB起源方案，有人认为，在FRB中观察到的高色散措施可能是由相关超新星喷出物中的电离物质产生的。使用VLA和VLBI测量的类型IIn SN 1986 J，它有一个中心的紧凑的组成部分，到目前为止还没有看到在其他超新星，我们可以直接观察到的第一次无线电信号，起源于内部的一个年轻的（~30岁）超新星。我们表明，在年龄30年，任何FRB信号在~1 GHz的喷出物仍将在很大程度上吸收。当喷出物膨胀到可以看到1 GHz的信号时，由于SN喷出物引起的内部色散测量值将低于FRB的典型值。到目前为止，所发现的FRB的高色散测量当然可能是由于通过星系际介质的传播，前提是FRB的距离远大于SN 1986 J的距离，即10 Mpc。我们的结论是，如果FRB起源于II型SNe/SNRs，他们可能不会成为可见的，直到60 ~ 200年后的SN爆炸。
2017-11-08 astro-ph.HE
Multiwavelength afterglow light curves from magnetized GRB flows
我们使用高分辨率的相对论MHD模拟加上辐射转移代码计算多波长余辉光曲线的磁化喷出物的伽马射线暴与均匀的环暴介质相互作用。我们的研究的目的是确定如何磁化的喷出物在大距离的中央发动机影响余辉发射，并评估是否可以可靠地使用观察来推断的磁场的强度。我们发现，对于典型的参数的喷出物，从反向冲击峰值的流动的磁化$σ_0 \sim 0.01 - 0.1$的发射，它是大大抑制较高的$σ_0$。前向激波的辐射在爆炸结束后不久出现消色差的间断，标志着爆炸波自相似演化的开始。用我们的数值模型拟合GRB 990123和090102的早期余辉，我们推断了这两个爆发的$σ_0 \sim 0.01$和$σ_0 \sim 0.1$各自的磁化强度。我们认为，如果是$σ_0 \simmore 0.1$，则可以理解大多数爆发中缺乏观察到的反向冲击发射，因为我们发现$σ_0 \sim 1$的反向冲击亮度显着降低。对于含有$σ_0 \simmore 0.1$的喷出物，我们的模型预测，如果磁能可以耗散（例如，由于电阻效应）并辐射出去，则至少在约10倍爆发持续时间的间隔期间，磁场中剩余有足够的能量来产生大量发射。
2010-04-15 astro-ph.HE
A wind environment and Lorentz factors of tens explain gamma-ray bursts X-ray plateau
已知伽马射线暴（GRB）具有最强的相对论性喷流，其初始洛伦兹因子约为几百。许多伽玛暴显示出早期的X射线光变曲线平台，这在理论上是没有预料到的，因此多年来一直困扰着社会。在这里，我们表明，这个观察到的信号是自然获得的经典GRB“火球”模型，提供了初始的洛伦兹因子是相当几十，和膨胀发生到中，低密度的“风”。因此，伽玛暴喷流中的洛伦兹因子的范围比以前认为的要宽得多，并弥合了活动星系核中推断的轻度相对论性喷流与少数极端伽玛暴中推断的高度相对论性喷流之间的观测差距。此外，长伽玛暴的祖先要么不是沃尔夫-拉叶星，要么在最后的恒星演化阶段的风的性质是不同的，在早期。我们讨论了这个模型的几个可检验的预测。
2022-07-22 astro-ph.HE
Unveiling the Engines of Fast Radio Bursts, Super-Luminous Supernovae, and Gamma-Ray Bursts
年轻、快速旋转的磁星被称为各种瞬态天体物理现象背后的中心引擎，包括伽马射线暴（GRB）、超亮超新星（SLSNe）、快速射电暴（FRB）和双星中子星（NS）合并。然而，直接确认磁星假说的一个障碍是，由于周围密集的喷出物，在早期直接观察中央发动机的非热发射（当它最强大时，因此可以检测到）是一个挑战。我们提出的云计算的温度和电离结构的随时间变化的膨胀超新星或合并喷出物由于光电离的磁星发动机，为了研究逃逸的X射线（中性气体吸收）和无线电波（电离气体吸收），以及评估由于光电离的本地色散措施的演变。我们发现，如果发动机的电离光度迅速衰减，电离爆发不会发生，并且X射线通常只在$\sim 100 \, {\rm yr}$时间尺度上逃离SLSNe的富氧喷出物，与当前的X射线未检测到一致。我们应用这些结果来约束发动机驱动的模型的二进制NS合并GW 170817和发光瞬态ASASSN-15 lh。在无线电透明度和色散测量约束方面，重复FRB 121102与源自年轻的$\gtrsim 30-100 \, {\rm yr}$磁星一致，类似于推断为SLSNe提供动力的磁星。我们进一步表明，它的高旋转措施可以产生在同一个星云，建议电源的静态无线电源观察到位于FRB 121102。我们的结果强化了之前的工作，表明至少有一些FRB可能是由年轻磁星产生的，并激发了对发动机动力瞬变的进一步研究。
2018-06-14 astro-ph.HE
Constraining the long-lived magnetar remnants in short gamma-ray bursts from late-time radio observations
GW 170817和GRB 170817 A的联合探测表明，至少有一部分短伽马射线暴（SGRB）起源于双星中子星（BNS）合并。BNS合并的一个可能的残留物是一个快速旋转的强磁化中子星，它被认为是伽玛暴的一个可能的中心引擎。对于一个快速旋转的磁星中心引擎，旋转能量沉积到合并发射的喷出物中可能导致明亮的无线电发射。SGRB后几年的无线电发射亮度将提供一个估计的动能的喷出物，因此，一个可能的约束BNS合并产品。我们进行了更详细的计算合并喷出物和环暴介质之间的相互作用的磁星的情况下，无线电发射的亮度，调用几个重要的物理过程，如通用流体力学，相对论效应，和深牛顿相。我们使用该模型来约束允许的参数空间为15个SGRB有晚无线电观测。我们的研究结果表明，注入的能量$E_{\rm inj} \sim 10^{52}$ erg是允许的所有情况下，这表明，超大质量或超大质量中子星遗迹的可能性是不是不利的可用的无线电数据。
2020-01-10 astro-ph.HE
Lorentz Factor Evolution of an Expanding Jet Shell Observed in Gamma-ray Burst: Case study of GRB 160625B
相对论性喷流的洛伦兹因子及其在喷流膨胀过程中的演化是很难估计的，特别是对于伽马射线暴中的喷流。然而，这与对射流物理的理解有关。由于双光子对产生（$γγ{\leftrightarrow}e^+e^-$）的吸收，伽玛暴的辐射光谱可能出现高能光谱截止。我们在GRB 160625 B中寻找了这种高能截止，它是近年来最亮的爆发之一。发现GRB 160625 B第二次爆发的第一个脉冲的高能光谱截止是明显的，在爆发第一次触发后$\sim$ 186-192 s），其平滑且形状良好。在此基础上，我们估算了GRB 160625 B第二次爆发中第一个脉冲所对应的喷流壳层的洛伦兹因子和辐射位置。结果表明，辐射位置随时间的增加而增加。此外，在喷流壳层膨胀过程中，洛伦兹因子几乎保持不变。这表明，射流的磁化强度是低或中等的发射区，事件虽然射流可能仍然是坡印廷通量占主导地位，在较小的半径，以避免明亮的热分量的发射情节。
2019-08-13 astro-ph.HE
Constraints on Lorentz invariance violation from gamma-ray burst GRB090510
在洛伦兹不变性破坏（LIV）理论中，通过要求修正的光子传播子的逆的行列式为零，得到了修正的色散关系。受这些色散关系的启发，我们给出了一个更一般的色散关系，并将其应用到最近观测到的伽马射线暴GRB 090510中，提取了LIV参数的各种约束条件。我们发现量子引力质量的约束比普朗克质量稍大，但与最近的观测结果一致，因此相应的LIV系数$ξ_1$达到了预期的自然阶数（$o(1)$）.从我们的分析来看，光子群速度的线性LIV修正可能还没有被排除。
2010-01-18 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
In pursuit of gamma-ray burst progenitors: the identification of a sub-population of rotating Wolf-Rayet stars
长伽马射线暴是自宇宙大爆炸以来最强大的宇宙爆炸。虽然已经确定伽马射线暴与大质量恒星的垂死挣扎有关，但它们的祖先的识别已被证明具有挑战性。理论认为旋转的沃尔夫-拉叶星是最佳的候选者，但它们强烈的恒星风笼罩着它们的表面，阻止了对它们旋转的直接测量。幸运的是，线性分光偏振测量法可以用来探测由于恒星旋转而导致的风的扁平化。分光偏振测量调查显示，大多数WR恒星80%具有球对称风，因此旋转缓慢，但也有少数20%显示出指示旋转的分光偏振特征。在这里，我们发现了一个非常显着的WR对象之间的相关性，携带恒星旋转的签名和WR星的喷出物星云的子集，最近才从一个红色的糖巨星或明亮的蓝色可变阶段。由于这些年轻的WR星还没有由于质量损失而自旋下降，它们是迄今为止确定的最佳候选GRB祖先。当我们采用最近公布的WR喷出物星云的数字时，我们发现六颗线效应WR恒星中有五颗被喷出物星云包围。这些统计数据表明，线效应WR星和喷出物星云之间没有相关性的零假设可以在0.0004%的水平上被拒绝。鉴于四个线效应和WR喷出物星云已被光谱证实含有核合成产物，我们认为，相关性是统计上显着的和物理上令人信服的。这意味着我们已经确定了一个WR亚群，满足必要的标准，使伽玛暴。最后，我们讨论了通过极大的望远镜分光偏振识别伽玛暴祖先的潜力。
2011-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Modeling kilonova afterglows: Effects of the thermal electron population and interaction with GRB outflows
由于伴随着潜在的千诺瓦的伽马射线暴越来越多，对千诺瓦余辉的建模越来越重要。在这项工作中，我们研究了两个电子人口的存在下，遵循麦克斯韦（热）和幂律（非热）分布影响kilonova余辉光曲线。采用半解析余辉模型$\texttt{PyBlastAfterglow}$。我们认为kilonova喷出物配置文件从头算数值相对论二进制中子星合并模拟，针对GW170817。我们不进行模型选择。我们发现，从热电子的发射占主导地位，在早期。如果星际介质密度很高（${\simeq}0.1\,\ccm$），它会在光变曲线上增加一个早期的峰值。作为喷出物减速的光谱和时间指数的变化，如果观察到的特征的方式，可以用来重建喷出物的速度分布。对于低星际介质密度，推断为GRB 170817 A，从非热电子人口的排放一般占主导地位。我们还评估了如何kilonova余辉光变曲线的变化，如果星际介质已被部分删除和预加速的横向扩展伽马射线暴喷出物。我们发现，主要的效果是在早期的${\lesssim}10^{3}\,$天的发射抑制，并在其最大值达到${\sim}40\%$时，千诺瓦喷出物的快速尾部亚音速移动通过横向传播的伽马射线暴喷出物的尾流。当这些喷出物突破并形成激波时，随后的再亮是非常温和的（${\lesssim}10\%$），可能无法观察到。
2023-01-13 astro-ph.HE gr-qc
Estimates for Lorentz factors of gamma-ray bursts from early optical afterglow observations
光学余辉的峰值时间可以作为约束伽马射线暴（GRB）喷出物洛伦兹因子γ的代用指标。我们重新审视这种方法，包括爆发与光学观测时，余辉通量已经衰减，这些爆发可以提供有用的伽玛下限。结合我们样本中所有分析的爆发，我们发现以前报道的伽玛和爆发光度L_gamma之间的相关性并不成立。然而，数据清楚地示出了下限Gamma_min，其随着L_gamma而增加。我们对这一功能：大喷流光度且Gamma < Gamma_min的爆炸在其辐射释放到光球层之前经历了强烈的绝热冷却;它们产生微弱的爆发，用现有的仪器几乎探测不到。为了验证这一解释，我们研究了绝热冷却对伽玛暴在L_gamma - Gamma平面位置的影响，用蒙特卡罗模拟的伽玛暴人口。我们的研究结果预测检测轴上的“孤儿”余辉。我们还推导出的周围介质，减速爆炸喷出物的密度上限。我们发现，在许多情况下，密度小于预期的恒星风从正常的沃尔夫-拉叶祖。爆发的前身可能是具有较弱风的特殊大质量恒星，或者可能存在一种机制，在爆炸前几年减少了恒星风。
2014-01-03 astro-ph.HE
Binary Neutron Star (BNS) merger: What we learned from relativistic ejecta of GW/GRB~170817A
中子星（BNS）并合产生的引力波及其伴随的短伽玛暴GW/GRB~ 170817 A证实了这些令人困惑的瞬变现象的起源，并为短伽玛暴与其祖星及其周围环境的性质的联系开辟了道路。在这里，我们回顾了这一事件的即时伽马射线和后期余辉的广泛分析。我们表明，合并的极地喷出物的一小部分已被加速到超相对论速度。这个结构化喷流在我们的方向上（从喷流的轴线到我们的方向是$\mathcal{O}(10^\circ)$）有一个大约为$260$的初始洛伦兹因子，并且比典型的短伽玛暴的密度小几个数量级。在到达环爆物质时，超相对论性喷流具有接近高斯的轮廓，并且在其核心中具有洛伦兹因子$\gtrsim 130$。它在某种程度上保留了内部的准直性和相干性，但向侧面延伸，形成了轻度相对论性的叶--一个{ \it茧}。在远离中心的不均匀的环爆物质和低密度的碰撞壳上的外部冲击产生了缓慢上升的余辉。环爆物质在某种程度上与合并有关，它可能包含最近从故障中喷出的物质，由于中子星外壳在螺旋的最后阶段被潮汐力变形，但在合并之前很久就恢复了。通过将这些发现与相对论MHD模拟结果和观测到的引力波进行比较，我们得出结论，中子星的祖先是古老的，有着接近的质量和高度减少的磁场。此外，由于与其他恒星的相遇和引力相互作用，它们可能具有相反方向的自旋。
2019-05-27 astro-ph.HE
Gamma-ray burst afterglow plateau break time - luminosity correlations favour thick shell models over thin shell models
对于伽马射线暴（GRB）的余辉，观测量之间存在着许多相关性，将喷出物能量与瞬发和余辉能量释放联系起来，并将早期阶段的光学和X射线光度与这些阶段的结束时间联系起来。在这里，这些相关性进行比较，厚壳和薄壳模型的伽玛射线暴余辉。在厚壳模型中，爆炸波的时间演化仍受原始喷出物的影响，而在薄壳模型中，爆炸的大部分能量已转移到外部介质中。它示出在这里，所观察到的相关性排除基本薄壳模型，但不是基本厚壳模型。在厚壳的情况下，无论是正向冲击和反向冲击占主导地位的外流被证明是一致的相关性，使用随机生成的厚壳模型余辉的样本。
2014-09-16 astro-ph.HE
Measuring Ambient Densities and Lorentz Factors of Gamma-Ray Bursts from GeV and Optical Observations
费米卫星发现宇宙伽马射线暴（GRB）伴随着长GeV的闪光。在两个GRB中，已经检测到GeV闪光的光学对应物。最近的工作表明，GeV+光学闪光是由爆炸产生的外部冲击波在载有大量$e^\pm$对的介质中发射的。闪光的全光变曲线是由第一原理辐射转移模拟预测的，并且可以对观测进行检验。在这里，我们研究了一个样本的7个爆发最好的GeV+光学数据和测试模型。我们发现，所观察到的光变曲线与理论预测一致，并允许我们测量三个参数为每个爆发：洛伦兹因子的爆炸，其各向同性动能，和外部密度。除了GRB 090510（这是样本中唯一的短爆发）之外，环境介质与沃尔夫-拉叶起源的风一致。风密度参数$A=ρr^2$在样品中在$10^{11}$ g/cm附近变化。冲击波的初始洛伦兹因子在200 ~ 540之间变化，并与爆发亮度相关。样品中瞬发辐射的辐射效率在0.1和0.8之间。对于探测到闪光的两个爆发，GRB 120711 A和GRB 130427 A，我们还估计了外部冲击波的磁化强度。值得注意的是，该模型再现了GRB 120711 A的整个光学光变曲线（包括尖峰、快速衰减、平台和突变）以及GeV数据。GeV闪光的光谱预计将超过0.1 TeV，在那里它们可以被地面切伦科夫望远镜探测到。
2015-04-24 astro-ph.HE
Induced Gravitational Collapse, Binary-Driven Hypernovae, Long Gramma-ray Bursts and Their Connection with Short Gamma-ray Bursts
短、长伽马射线暴（GRB）起源于具有特定能量释放、光谱、持续时间等特征的亚类，并具有二元祖先。我们在这里审查的双星驱动的超新星（BdHNe）子类的祖先是CO $_\textrm{core}$ -中子星（NS）。CO $_\textrm{core}$的超新星爆发在其中心产生了新的NS（$ν$ NS），并触发了NS的超临界吸积。NS可以变成更大的NS或坍缩成黑洞（BH）。我们总结了这个主题，从2012年的第一个分析估计到2018年最新的三维（3D）光滑粒子流体动力学（SPH）数值模拟。长伽玛暴比以前认为的更丰富、更复杂。SN和吸积解释了X射线的前兆。NS吸积，其崩溃和BH形成产生的SN喷出物的不对称性，这意味着一个三维伽玛暴分析。被喷出物包围的新生BH和从NS继承的磁场是\emph{inner engine}，电子-正电子（$e^+e^-$）等离子体和高能发射从该\emph{inner engine}开始。$e^+e^-$对喷出物的影响将SN转变为超新星（HN）。喷出物中的等离子体动力学解释了MeV域中的超相对论瞬发辐射和X射线域中的早期余辉的轻度相对论耀斑。$ν$ NS发射对HN的反馈解释了X射线晚余辉及其幂律机制。所有这些都与试图用超相对论喷流的动能解释所有GRB相的GRB模型形成了对比，传统上在“Brachisar-Fireball”模型中提出。此外，BdHNe以其不同的风味导致…
2019-05-15 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Bulk Lorentz Factor of GRB Outflow in the Magnetic-dominated Jet Model
费米LAT最近的观测表明，在一些伽玛暴中，相对于MeV光子的开始，GeV光子的到达有延迟。为了避免大的光学厚度，在一些最亮的爆发中，洛伦兹因子的最小值被估计为高于1000。在本文中，我们提出了一个详细的计算的时间延迟之间的MeV和GeV的光子的框架下的磁主导喷流模型。我们发现，时间延迟强烈依赖于饱和体积洛伦兹因子的射流。受此启发，我们用这个模型计算了四个最亮的费米爆发的洛伦兹因子。计算结果表明，与“单区”方案相比，洛伦兹因子要小得多。短暴GRB 090510的最小洛伦兹因子为385，而三个长暴GRB 080916 c、GRB 090902 b和GRB 090926的洛伦兹因子几乎相同，平均值接近260。另一个有趣的结果是，对于长爆发，GeV的光子是在体洛伦兹因子饱和后发射的。然而，对于短GRB，MeV和GeV光子以相同的相位发射，即，无论是在扩张阶段还是在海岸阶段。
2013-01-29 astro-ph.HE
Revisiting Tests of Lorentz Invariance with Gamma-ray Bursts: Effects of Intrinsic Lags
本研究利用Swift望远镜观测的49个长短伽马射线暴样本，通过堆叠能谱时延搜索洛伦兹不变性破缺效应，首次系统探究内禀时延-光度关系的影响，发现源内禀贡献可使洛伦兹不变性破缺限制改变数倍，并给出含二次效应的新限制及GRB 221009A的约束。
2023-12-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Possible Evidence for Lorentz Invariance Violation in Gamma-ray Burst 221009A
LHAASO和Carpet 2分别探测到了能量高达18 TeV和251 TeV的伽马射线暴221009 A，这两次探测分别通过天文台的电报和伽玛射线协调网络通告进行了报告。由于这次爆发是在红移$z=0.1505$，这些光子可能在第一次似乎有一个低的概率，以避免对生产的背景辐射场和生存，以达到探测器在地球上。通过外推报告的$0.1-1.0$ \ GeV LAT光谱从这个爆发到更高的能量，并使用它来限制爆发的本征光谱，我们表明，LHAASO检测到的18 TeV光子的生存是不太可能与许多最近的河外背景光模型，虽然检测到251 TeV的事件仍然是非常不可能的。如果在线性（$n=1$）情况下在能量标度$E_{\rm QG}< 49 E_{\rm Planck}$ \处违反洛伦兹不变性，并且在二次（$n=2$）情况下在能量标度$E_{\rm QG}< 10^{-6}E_{\rm Planck}$ \处违反洛伦兹不变性，则可以解决这一问题（95\%置信限），其中$E_{\rm Planck}$是普朗克能量。这可能是第一个证明亚光速洛伦兹不变性破坏的证据。
2023-02-13 astro-ph.HE hep-ph
Bright broad-band afterglows of gravitational wave bursts from mergers of binary neutron stars
如果双中子星合并留下的是一个大质量的磁星而不是一个黑洞，那么即使没有短伽马射线暴（SGRB）- GWB关联，或者存在一个关联，但SGRB并不射向地球，引力波爆发（GWB）也会产生明亮的早期余辉。除了直接耗散张教授提出的原磁星风外，我们认为磁星风还可以推动合并过程中发射的喷出物，在一定条件下，磁星风会达到相对论速度。这样一个磁星驱动的喷射物，当与周围的介质相互作用时，会由于同步辐射而产生明亮的宽带余辉。我们详细研究了这一物理场景，并提出了预测的X射线，光学和无线电光变曲线的范围内的磁星和喷出物参数。我们发现，X射线和光学光变曲线通常在磁星自旋下降时间尺度（10^3- 10^5秒）附近达到峰值，达到宽视场X射线和光学望远镜容易检测到的亮度，并在很长一段时间内保持可检测。射电余辉的峰值较晚，但比没有磁星能量注入的情况要亮得多。因此，这种明亮的宽带余辉，如果在未来被发现并与GWB结合，将是对大质量毫秒磁星和核物质刚性状态方程的探索。
2013-05-16 astro-ph.HE gr-qc
Observational evidence for mass ejection accompanying short gamma ray bursts
长伽马射线暴（LGRB）持续时间分布的平台为Collapsar模型提供了直接的观测证据。平台反映了观测到的持续时间满足以下事实：$T_{90} = t_{e}-t_{b}$其中$t_{e}$是中央引擎运行的时间，$t_{b}$是一个阈值时间，在Collapsar模型中解释为相对论性喷流穿透恒星包层所需的时间。数值模拟和macronova观测表明，紧凑的双星合并涉及质量喷射。如果短伽马射线暴（sGRB）是从这种合并中产生的，那么它们的喷流应该会在产生瞬发辐射之前穿过周围的喷出物。像在LGRB中一样，这应该会导致GRB持续时间分布中的明显的短平台。我们提出了一个新的分析的持续时间分布的三个伽玛暴卫星：BATSE，{ \it斯威夫特}和费米。我们发现一个明确的证据，一个短（$\sim 0.4$秒）高原的持续时间分布。这个平台与预期的喷流穿越时间是一致的，前提是喷出物的数量级只有太阳质量的百分之几。
2017-05-07 astro-ph.HE
Late-time radio observations of the short GRB200522A: constraints on the magnetar model
GRB 200522 A是一个红移为$z$ =0.554的短持续时间伽马射线暴（GRB），具有明亮的红外对应物。对观测到的辐射的一种可能的解释是，由一颗快速旋转和高度磁化的中子星（被称为磁星）提供动力的发光千诺瓦的开始。一个明亮的射电耀斑，从千诺瓦喷出物与周围介质的相互作用所产生的，是这个模型的预测。虽然现有的数据集仍然可以进行多种解释（例如余辉，r-过程kilonova，磁星动力kilonova），但对这种爆发的长期无线电监测可能是区分模型的关键。我们提出了我们的晚期上限的无线电发射的GRB 200522 A，进行了卡尔G。Jansky超大型阵列在爆发后288天。对于具有能量$E_{\rm ej} \approx 10^{53} \rm erg$的千诺瓦喷出物，正如对长寿命磁星遗迹的预期，我们已经可以排除喷出物质量$M_{\rm ej} \lesssim0.03 \mathrm{M}_\odot$的最可能环爆密度范围$n\gtrsim 10^{-3}$ cm $^{-3}$。对合并后3-10年的$\approx$时间尺度的观测将探测到$M_{\rm ej} \sim 0.1 \mathrm{M}_\odot$的更大的喷出物质量，为磁星情景提供了一个强大的测试。
2021-05-04 astro-ph.HE
Gamma Ray Burst reverse shock emission in early radio afterglows
伽马射线暴的反向激波（RS）辐射是研究中央发动机喷出物性质的重要工具。如果喷出物的磁化强度不够高，以抑制RS，一个强大的RS发射组件，通常在早期的光学/红外波段达到峰值，将早期余辉光曲线的重要贡献。在射电波段，同步辐射自吸收可以抑制早期的RS发射，也可以延迟RS峰值时间。本文计算了不同动力学条件下射电波段的自吸收RS辐射。特别是，我们强调的RS无线电发射是受到自吸收的反向和正向冲击。我们计算了不同频率下RS峰值时间处的反向与正向冲击通量之间的比值，这是RS发射分量的可探测性的度量。然后，我们约束的范围内的物理参数可检测的RS，特别是磁化的作用。我们注意到，不像光学RS发射，这是增强适度磁化，适度磁化喷出物不一定会产生一个更明亮的无线电RS由于自吸收效应。对于典型参数，RS发射分量在1 GHz以下将不可检测，除非介质密度非常低（例如，ISM的$n < 10^{-3} ~{\rm cm^{-3}}$和风的$A_* < 5\times 10^{-4}$）。这些预测可以用目前和即将到来的无线电设施，如JVLA，LOFAR，FAST和SKA的余辉观测进行测试。
2016-05-04 astro-ph.HE
