Gamma Ray Bursts - Maybe not so old after all
Enrico Ramirez-Ruiz, William Lee
在宇宙历史上一个令人惊讶的早期发现了一个短暂的伽马射线暴，这表明人们对这种暴的母系统的演化仍然一无所知。
The discovery of a short-lived gamma-ray burst at a surprisingly early epoch in the history of the Universe shows how much is still unknown about the evolution of the parent systems of such bursts.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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The crucial discovery of thermonuclear X-ray bursts: never throw away old data!
本文通过重新分析ANS卫星的旧缩微胶片数据，确认了I型X射线暴的早期探测，并强调重新审视历史数据的重要性。
X-ray sources in Galactic globular clusters and old open clusters
银河系星团中X射线源的分布特征和组成反映了其所处恒星环境的性质。星系团的年龄、质量、恒星相遇率、双星频率、金属丰度，以及可能的其他性质，决定了我们可以在多大程度上预期低质量X射线双星、毫秒双星、激变变星和磁活动双星对星系团X射线发射的贡献。利用XMM-牛顿和钱德拉进行的灵敏的X射线观测，对单个源的性质和动力学相遇的影响产生了新的见解。他们还提供了一个新的视角集体X射线性质的集群，其中的X射线发射率的球状星团和老疏散星团可以相互比较，并与其他环境。我将回顾我们目前对星团X射线源的理解，重点是年龄大于1 Gyr的星团，并用最近的结果加以说明。
Gamma-Ray Burst Groups Observed by Different Satellites
在BATSE星表中已经识别出两类伽马射线暴，其特征是持续时间短于和长于约2秒。然而，有一些迹象表明存在第三种情况。雨燕卫星探测器对伽马射线暴的光谱灵敏度与雨燕之前的探测器不同。因此，重新分析伽玛暴的持续时间及其分布和分类是值得的。在本文中，我们将分析爆发的持续时间分布和持续时间-硬度二元分布，发表在第一个BAT目录，无论它包含两个，三个或更多的群体。与BATSE数据类似，为了解释BAT伽玛暴持续时间分布，需要三个组成部分。虽然各组的相对频率与BATSE GRB样本中的不同，但仪器光谱灵敏度的差异可以自然地解释这种偏差。这意味着理论模型可能必须解释三种不同类型的伽马射线暴。
The Local-Galactic interpretation of the Gamma-Ray Bursts
在这次演讲中，我将更新我16年前的说法，即所有（数千个）观测到的伽马射线暴-无论是长的还是短的，重复的还是（到目前为止）不重复的-都来自银河系中子星的表面，通常被称为“磁星”或“节流脉冲星”。
A hyper flare of a weeks-old magnetar born from a binary-neutron-star merger
磁星是一群孤立的中子星，具有$\sim 10^{14}-10^{15}$ G的超强磁场，已被越来越多地接受来解释各种天体物理瞬变。一颗初生的毫秒周期磁星可以释放其自旋下降的能量，并为明亮的光源提供动力，如伽马射线暴（GRB）及其随后的X射线平台，超级发光超新星（SLSNe）和快速X射线瞬变，如CDF-S XT-2。在银河系内观测到年龄为$10^3-10^4$年的磁星，它们被发现以巨大耀斑和重复的软$γ$射线或硬X射线爆发以及偶尔的快速射电暴（FRB）的形式为各种瞬变提供能量。磁星巨耀斑也被探测到是来自附近星系的伪装的短伽马射线暴。在这里，我们报告的识别伽玛射线暴作为超耀斑的磁星在附近的星系。超耀斑的亮度大约是典型的磁星巨星耀斑的一千倍。在衰减光变曲线中检测到显著的$\sim 80$毫秒周期。将这一时期解释为旋转周期，并考虑到年轻磁星典型的磁场强度，磁星的年龄被限制为只有几周。在事件发生前几周，既没有探测到（超亮）超新星，也没有探测到伽马射线暴，这进一步限制了磁星可能是由两颗中子星的离轴合并事件产生的。我们的发现弥合了假设的毫秒磁星和观测到的银河系磁星之间的差距，并指向一个更广泛的磁星供电的伽马射线瞬变通道。
Evidence for an abundant old population of Galactic ultra long period magnetars and implications for fast radio bursts
最近的两个发现，即PSR J 0901 -4046和GLEAM-X J162759.5-523504.3（以下简称GLEAM-X J1627），已经证实了现存的一批具有长周期（分别为76 s和1091 s）的射电大声周期源，其发射很难用旋转损失来解释。我们认为，GLEAM-X J1627是一个高磁化的对象一致的磁星（超长周期磁星- ULPM），并证明它不太可能是一个磁性或旋转动力的白矮星。通过研究这些来源与以前检测到的物体，我们发现至少有少数有希望的候选人银河系ULPM。这些物体的探测意味着在我们的银河系中有相当数量的物体，分别是PSR J 0901 - 4046和GLEAM-X J1627的$N \gtrsim 13000$和$N \gtrsim 500$。这些源密度，以及冷却年龄限制从热X射线，银河系偏移，定时稳定性和偶极自旋限制的非检测，都意味着ULPM候选人是大大超过确认银河系磁星和他们的形成通道是一个共同的。它们的存在意味着类磁星磁场的广泛存在已经有好几百万年了，这与已证实的银河系磁星的推断行为不同。ULPMs也可以构成第二类FRB祖细胞，其可以自然地表现出非常长的周期性活动窗口。最后，我们表明，现有的无线电活动对检测这样的物体有偏见，并讨论了未来的无线电和X射线调查，以确定更多这样的对象的策略。我们估计，${\cal O}(100)$更多的这样的对象应该与SKA-MID…
A Burst in a Wind Bubble and the Impact on Baryonic Ejecta: High-Energy Gamma-Ray Flashes and Afterglows from Fast Radio Bursts and Pulsar-Driven Supernova Remnants
稀薄的风泡，这是由中心致密残余物的自旋下降活动形成的，在快速射电暴（FRB）和超亮超新星的一些模型中是相关的。我们研究了它们的高能特征，重点是年轻磁星、快速旋转的中子星和磁化的白矮星产生的成对富集气泡的作用。(i)首先，我们研究了星云的性质和允许高能伽马射线和无线电波逃逸的条件，表明它们的逃逸是可能的年龄>10-100年的星云。在快速旋转的中子星的情况下，我们发现，从准稳定星云本身的无线电发射可能是足够明亮的检测，特别是在亚毫米频率，这是相关的脉冲星驱动的SNe和FRB的可能对应物。(ii)第二，我们考虑星云中爆发发射的命运。我们认为，脉冲爆发可能会导致一个高度相对论性的流动，这将与星云相互作用。如果受冲击的星云仍然是相对论性的，星云中预先存在的非热粒子可以被前向冲击显着增强，导致短持续时间（可能是毫秒或更长）的高能伽马射线闪光。在反向激波处可能的耗散也可能导致伽马射线发射。(iii)在这样的耀斑之后，与重子喷射物的相互作用可能导致持续数天至数周的余辉发射。在磁星的假设中，这个气泡中的爆发模型导致了这样的预期，即附近（<10-100 Mpc）的高能伽马射线闪光可能被HAWC和CTA探测到，随后的余辉发射可能被射电望远镜（如VLA）观测到。(iv)最后，我们讨论了几个特定的FRB的影响，包括发射区域的限制和软伽马射线同行。
The Gamma-Ray Burst - Supernova Connection
大量证据表明，长时间、软光谱的伽马射线暴（GRB）与大质量恒星的死亡有关。对GRB-超新星（SN）联系的观测为这种物理联系提供了最直接的证据。我们总结了30个GRB-SN协会，并专注于五个铁证如山的情况下，突出了随后的深入了解祖细胞的详细观察。我们还解决了SN协会（或缺乏）与几个子类的GRB，发现X射线闪光（XRF）的人口可能与大规模恒星死亡，而短时间的事件可能会出现从一个老的人口不容易产生SN同时与GRB的能力。有趣的是，少数看似长持续时间的软谱伽玛暴没有显示出类似SN活动的证据;这可能是恒星死亡中预期的Ni-56生产范围的自然结果。
GN-z11-flash was a signal from a man-made satellite not a gamma-ray burst at redshift 11
长伽马射线暴（GRB），即大质量恒星的爆炸，提供了恒星和星系演化的关键信息，即使在红移z ~ 8 - 9.5时，宇宙只有5亿-6亿年。最近，在观测一个红移为z ~ 11（大爆炸后4亿年）的星系时，发现了一个短于245 s的明亮信号，称为GN-z 11-flash，并将其解释为与该星系中的GRB相关的紫外闪光，或者是第三星族超新星的冲击爆发。它产生的光度与其他伽玛暴一致，但基于概率论的讨论开始于这是来自人造卫星还是太阳系天体的信号。在这里，我们显示了一个决定性的关联GN-Z11-flash与微风-M的俄罗斯质子火箭的高椭圆轨道上的上级。这排除了GN-z11-flash是迄今为止探测到的最远的GRB。这也意味着，需要监测更大样本的非常高红移星系来探测这种遥远的伽玛暴。这也突出表明了建立一个完整的地球卫星和碎片数据库的重要性，该数据库可以对天文观测进行适当的解释。
The Physics of Gamma-Ray Bursts and Relativistic Jets
我们提供了一个全面的审查的主要发展，我们的理解伽马射线暴，特别是集中在过去15年内的发现时，其真正的性质被发现。我们描述了从无线电到多GeV波段的光子的观测特性，包括即时发射和余辉阶段。这些光子在伽玛射线暴的产生机制进行了讨论，并面临着这些爆炸的物理性质，他们的祖星和周围的介质的观察。在提出观测证据表明，一个强大的，准直的，射流以接近光速的速度在这些爆炸中产生后，我们描述了我们目前的理解有关的产生，加速和耗散的射流和比较这些属性与AGN和AGN相关的射流。我们讨论了越来越多的观测证据表明，长时间的伽玛暴产生时，大质量的恒星死亡，至少有一些短时间的爆发与老，大致太阳质量，紧凑的恒星。在这些爆炸中是否产生了黑洞或强磁化的快速旋转的中子星的问题也被讨论。我们提供了一个简短的总结，我们已经了解到的相对论性无碰撞冲击和粒子加速从伽玛暴余辉研究，并讨论了目前的理解的辐射机制在瞬发阶段。我们讨论了理论预测可能的高能中微子辐射的伽玛暴和目前的观测限制。最后，我们讨论了这些爆炸如何可能被用来研究宇宙学，例如恒星形成，金属富集，再电离历史，以及宇宙中第一批恒星和星系的形成。
Multiwavelength Constraints on the Origin of a Nearby Repeating Fast Radio Burst Source in a Globular Cluster
针对已知最近的河外重复FRB源FRB 20200120E开展多波段观测，通过严格限制其X射线发射并与各类模型对比，排除部分起源可能性，为区分FRB模型提供关键依据。
Gamma Ray Burst and Soft Gamma Repeaters. Spinning, Precessing Gamma Jets
研究伽马射线暴与软伽马重复体的能量来源，提出极端喷流模型以解释高能输出和喷流约束问题。
An apparent GRBs evolution around us or a sampling of thin GRB beaming jets?
报道了2009年9月所有已知伽玛暴的伽马射线暴表观平均各向同性功率与其红移的关系。它需要一个不切实际的伽马射线暴在我们周围的进化，或者它只是探测一个非常薄的伽玛旋进喷流模型的需要。这些旋进和旋转喷流是由超相对论电子在类星体或微类星体源上的逆康普顿和/或同步辐射产生的。这些喷流在超新星诞生时最强大，一旦在轴上，就向我们闪耀，闪烁着伽玛射线暴探测器。薄喷流的颤动（旋转、旋进、被磁场弯曲）自然地解释了观察到的不同伽玛暴的不规则多爆炸结构及其罕见的再增亮。喷流旋进（通过双星伴星或内部盘的不对称性），并在几个小时的时间尺度上按幂律衰减。伽玛射线暴的爆发发生在观察者的视锥内，持续时间只有一秒钟;由于相对论性同步加速器（或IC）定律，喷射角在伽马波段较窄，但在X波段较宽。它的表观亮度与其硬度有很好的相关性（Amati相关性）。这解释了更广泛和更长的X射线伽玛射线暴余辉持续时间和（不是那么多）罕见的存在的X射线前体以及明显的主要伽玛射线暴爆炸。喷流轻子可能起源于内部的初级强子核（以及介子和μ子次级喷流）。EGRET、AGILE和Fermi等几个最硬和最晚的GeV γ可能是在相对论收缩条件下轴向观测到的PeV中子飞行中的β衰变。
Constraints on the Synchrotron Shock Model for the Fermi GBM Gamma-Ray Burst 090820A
识别伽马射线暴（GRB）中瞬发辐射的辐射耗散机制，需要详细的光谱建模，跨越$νF_ν$峰在100 keV - 1 MeV的范围。从历史上看，经验拟合，如流行的乐队功能已被采用相当成功地解释的意见。虽然带参数的外推可以提供一些物理洞察负责伽玛射线暴的发射机制，这些推论并没有提供一个独特的方式来区分模型。通过直接拟合物理模型，可以打破这种简并性，从而消除对经验函数的需要;我们在这里的分析提供了朝着这个方向迈出的第一步。同步加速器激波模型（SSM）是产生瞬发信号的最古老和最重要的理论思想之一。在这里，我们探讨了这个模型的适用性，一个明亮的{ \it费米} GBM爆发具有简单的时间结构，GRB { \it 090820}A。我们的调查实施，第一次，热和非热同步辐射率的RMFIT前向折叠光谱分析软件中经常使用的GBM爆发的研究。我们发现，这些同步辐射率，再加上黑体形状，提供至少一样好的匹配与数据的带伽玛射线暴光谱拟合函数。这一成功是在时间积分和时间分辨光谱拟合。
Ultraluminous X-ray bursts in two ultracompact companions to nearby elliptical galaxies
在星系NGC 4697附近发现了一个X射线耀斑源。观测到两次耀斑，相隔四年。在大约一分钟的时间尺度上，通量增加了90倍。两次闪光都很短暂。在耀斑的位置上没有光学对应物，但如果源位于NGC 4697的距离上，则光度为10^39 erg/s。在这里，我们报告了对70个附近星系的档案X射线数据进行搜索以寻找类似此类耀斑的结果。我们在球状星团或母椭圆星系的超致密矮伴星系中发现了两个耀斑源。其中一个光源爆发一次，峰值亮度为9 x 10^40 erg/s，而另一个爆发五次，峰值亮度为10^40 erg/s。所有耀斑的上升时间都小于1分钟，然后它们在大约一个小时内衰减。当没有耀斑时，这些源看起来是正常的吸积中子星或黑洞X射线双星，但它们位于古老的恒星星族中，不像磁星、异常X射线双星或软伽马重复星，它们具有类似光度的重复耀斑。
Connecting the Gamma Ray Burst Rate and the Cosmic Star Formation History: Implications for Reionization and Galaxy Evolution
（节略）星系和高红移伽马射线暴（GRB）的当代发现，提供了宇宙只有几亿年时恒星形成的第一个直接信息。大质量恒星死亡中长持续时间伽玛暴的可能起源将把普遍的伽玛暴率与红移相关的恒星形成率密度联系起来，尽管目前还不知道确切的方式。由于最遥远的伽玛暴和恒星形成星系探测再电离时期，了解伽玛暴速率与恒星形成速率的红移相关比率Psi（z）的潜在回报是显着的，包括解决基本问题，如确定恒星形成速率在高红移和恒星初始质量函数的时间变化的静止框架紫外巡天的不完整性。利用从第二个雨燕暴警报望远镜星表中抽取的112个超过固定光度极限的伽玛暴的大量样本，我们比较了伽玛暴的累积红移分布N（< z）和从0 < z < 4的紫外选择星系中测量的恒星形成密度rho_sfr（z）。强进化（例如，Psi（z）\propto（1+z）^{1.5}）是不受欢迎的，而更温和的进化（例如，Psi（z）\propto（1+z）^{0.5}）与数据一致。如果这种趋势持续到z ~ 4之后，我们发现遥远伽玛暴的发现率意味着恒星形成率密度远高于紫外选择星系。我们表明，这样的恒星形成的历史将过度预测所观察到的恒星质量密度在z > 4从静止坐标系光学测量。这个重要分歧的解决方案目前还不清楚，早期的GRB产生率可能比恒星形成率和祖先金属丰度的简单函数更复杂。
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