Synchrotron self-Compton emission from external shocks as the origin of the sub-TeV emission in GRB 180720B and GRB 190114C
最近，据报道，在GRB~ 190114 C和GRB~ 180720 B中分别在爆发后100-1000 s和10 h检测到100 GeV以上的极高能光子。我们的模型可用的宽带数据的同步辐射加同步辐射自康普顿（SSC）的余辉冲击的辐射。我们发现GRB~ 180720 B的亚TeV辐射可以解释为余辉激波在等密度环爆介质中膨胀的SSC辐射。GRB~ 190114 C的SSC辐射在$\sim100$ s处占GeV同步辐射的优势，这可以解释此时GeV辐射的硬谱。外推到亚TeV能量的SSC分量的通量可以解释MAGIC望远镜对GRB~ 190114 C的高意义探测。模型中的参数值（如环爆密度和冲击微物理参数）对这两个伽玛暴来说并不罕见，这意味着从这两个伽玛暴中检测到的亚TeV光子应该归因于它们的大爆发能量和低红移。
2019-09-06 astro-ph.HE
Modelling synchrotron and synchrotron self-Compton emission of gamma-ray burst afterglows from radio to very-high energies
减速冲击波产生的同步辐射是伽马射线暴（GRB）产生的射电到X射线余辉辐射的一个被广泛接受的模型。费米大面积望远镜（LAT）探测到的GeV伽马射线发射，其持续时间超过了即时伽马射线发射阶段，也与余辉发射的广泛特征相兼容。我们重新审视了减速冲击波的同步辐射自康普顿（SSC）发射模型，以拟合来自三个明亮GRB的多波长数据，即GRB~ 190114 C，GRB~ 130427 A和GRB~090510。我们约束余辉模型参数使用同时拟合的光谱能量分布在不同的时间和光曲线在不同的频率，这些爆发。我们发现，对于短GRB~090510，一个恒定密度的星际介质是有利的，而对于长GRB~ 130427 A和GRB~ 190114 C，一个风型的环境是有利的。MAGIC探测到的GRB~ 190114 C的亚TeV分量是我们模拟的SSC辐射。此外，我们还发现汤姆逊区的SSC辐射能够很好地拟合GRB~ 190114 C的光谱和光变曲线。对于其他两个GRB，缺乏亚TeV的检测，SSC的排放量也在汤姆森政权建模。对于我们所使用的模型参数，与河外背景光中红移相关的$γγ$衰减相比，爆炸波中的$γγ$衰减在亚TeV范围内可以忽略不计。
2021-05-07 astro-ph.HE
Synchrotron self-Compton as a likely mechanism of photons beyond the synchrotron limit in GRB 190114C
GRB 190114 C是一个长而明亮的爆发，被几颗卫星和地面望远镜从无线电波长到GeV伽马射线检测到。在GeV的伽马射线中，费米LAT在触发时间后的前一百秒内探测到48个超过1 GeV的光子，而MAGIC望远镜在超过一千秒的时间内观察到超过300 GeV的甚高能量（VHE）发射。先前对多波长观测的分析表明，尽管这些与同步加速器前向激波模型一致，该模型从分层的星风演变为均匀的类ISM介质，但在同步加速器框架中几乎无法解释几个GeV以上的光子。在同步辐射前向激波模型的基础上，推导了分层和均匀介质中同步辐射自康普顿（SSC）模型的光变曲线和光谱。特别是，我们研究了分层到均匀余辉转变期间这些光曲线的演变。使用GRB 190114 C报告的最佳拟合参数，我们解释超出同步辐射限制的SSC框架中的光子和模型的光谱能量分布。我们的结论是，低红移的GRB描述下的一组有利的参数，发现在早期余辉的GRB 190114 C可以检测到在数百个GeV，余辉过渡也将允许VHE发射可以观察到更长的时间。
2019-09-02 astro-ph.HE
A Uniform Correlation between Synchrotron Luminosity and Doppler Factor in Gamma-ray Bursts and Blazars: hint of similar intrinsic luminosities?
我们收集了23个伽马射线暴和21个耀变体的多普勒因子，并假设它们的喷流视角θ->0 °，由它们的洛伦兹因子估计了它们的多普勒因子。利用伽玛暴的瞬发辐射主要是由同步辐射决定的传统假设，从伽玛暴的各向同性总能量和爆发持续时间计算了伽玛暴的同步辐射光度。有趣的是，我们发现伽玛暴和耀变体的同步辐射光度与多普勒因子L_syn \propto D ^[3.1]之间存在一致的相关性，这表明它们可能具有一些相似的喷流物理学。一个可能的原因是伽玛暴和耀变体或多或少具有相似的同步辐射光度，并且它们都被聚束效应强烈增强。经过多普勒和红移校正后，我们发现伽玛暴的内禀峰值能量在0.1 ~ 3 keV之间，典型值为1 keV。我们进一步对观测到的伽玛暴亮度进行了聚束效应修正，发现伽玛暴的内禀同步辐射亮度与峰值能量之间存在着与耀变体相似的正相关关系。我们的研究结果表明，γ暴的各向同性能量与峰值能量之间的紧密相关（所谓的“Amati”关系）可能是由内禀正相关和聚束效应共同作用的结果。
2011-09-07 astro-ph.HE
The extremely high peak energy of GRB 110721A in the context of a dissipative photosphere synchrotron emission model
对GRB 110721 A的费米观测（Axelsson等人，2012年）显示，在瞬发辐射的第一时间仓中有一个异常高的峰值能量，约为15 MeV。我们发现，解释是不太可能的内部冲击模型，并确认一个标准的黑体光球模型也不符合。我们表明，耗散光球同步加速器模型，从极端的磁主导的重子为主的动力学，另一方面，能够容纳这样高的峰值。
2012-11-12 astro-ph.HE
On the synchrotron spectrum of GRB prompt emission
伽马射线暴（GRB）的瞬发发射光谱是一个光滑连接的破缺幂律谱，称为带函数。典型的低能光子指数是$\sim -1$，这对标准的同步辐射模型提出了挑战。我们调查的电子能谱作为绝热随机加速（ASA），粒子注入，和同步辐射冷却之间的相互作用的结果。在ASA主导的低能量范围中，ASA使得注入的能谱能够有效硬化以接近谱指数$-1$。在同步辐射冷却为主的高能范围内，注入的高能电子经历快速同步辐射冷却，并具有较软的光子光谱。由于注入电子的能量范围广泛地覆盖ASA和同步加速器冷却主导的范围，所得到的光子数谱分别具有低能量指数$α_s \sim -1$和高能量指数$β_s \sim -p/2-1$。破裂能的数量级为$\sim 100 $ keV，这取决于湍流特性。
2017-12-09 astro-ph.HE
GRB Prompt Emission Spectra: The Synchrotron Revenge
在发现它们40多年之后，伽玛暴的预测和观测之间的长期紧张关系开始得到解决。我们发现，所观察到的光谱可以产生的同步过程中，如果发射粒子不完全冷却。最近在雨燕GRB光谱中发现了不完全冷却的证据，并迅速观察到0.5 keV（Oganesyan et al. 2017，2018），其特征是额外的低能突破。为了在更高的能量下寻找这种破裂，我们分析了费米卫星在10多年的活动中探测到的10个长的和10个短的最亮的伽玛暴。我们发现，在8/10的长伽玛暴中，有令人信服的证据表明，低能量的突破（低于峰值能量）和光子指数低于和高于该突破是显着一致的同步辐射光谱预测的值（分别为-2/3和-3/2）。分析的10个短伽玛暴中没有一个显示出破裂，但低能谱斜率与-2/3一致。在伽玛射线暴标准模型的框架内，这些结果意味着在发射区有一个非常低的磁场，与预期不符。我还介绍了GRB 190114 C的光谱演化，第一个GRB检测到的MAGIC望远镜，这表明压缩（在keV-MeV的能量范围内）的提示和余辉发射，后者上升，并占主导地位的光谱能量范围的高能量部分具有很高的意义。
2020-03-23 astro-ph.HE
Synchrotron spectra of GRB prompt emission and pulsar wind nebulae
粒子加速是许多高能天体物理环境中的一个基本过程，它决定了高能天体同步辐射的光谱特征。我们研究了磁流体动力学（MHD）湍流的基本动力学所产生的电子的绝热随机加速（ASA），并发现ASA的行为，有效地硬化注入的电子能谱。ASA在低能量下的优势和同步辐射冷却在高能量下的优势导致电子能谱和光子同步辐射谱的幂律形状被打破。此外，我们还应用ASA研究了伽马射线暴（GRB）和脉冲星风星云（PWNe）瞬发辐射的同步辐射谱。我们的理论和观测之间的良好的一致性，证实了粒子的随机加速是不可缺少的，在解释它们的同步辐射。
2019-11-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Proton-synchrotron as the radiation mechanism of the prompt emission of GRBs?
我们讨论了新的令人惊讶的观测结果，相当令人信服地表明，伽马射线暴（GRB）的即时发射是由于同步辐射产生的粒子分布，具有低的能量截止。这一点的证据是由瞬发发射光谱的低能量部分提供的，该部分显示了特征F（nu）\propto nu^（1/3）形状，随后是F（nu）\propto nu^（-1/2）直到峰值频率。这意味着虽然发射粒子处于快速冷却中，但它们并没有完全冷却。这对如何以及在何处产生发射的基本想法提出了严峻的挑战，因为不完全冷却需要小的磁场值，以限制同步加速器冷却，以及大的发射区域，以限制自康普顿冷却，即使考虑克莱因-西科散射效应。要理解伽玛暴的瞬发，需要一些新的基本的因素.我们建议质子同步加速器作为一个有前途的机制，以解决不完全冷却的难题。
2020-02-07 astro-ph.HE
GRB Spectra in the complex of synchrotron and Compton processes
在稳态条件下，通过求解连续性方程，研究了同步辐射和康普顿过程复合辐射下的电子能谱。在快冷和慢冷两个阶段，GRB谱都是破幂律的。在此基础上，给出了四个不同相态的能带函数的谱指数。在复辐射框架下，对物理参数的详细研究表明，逆激波光球模型和强耦合正激波模型都能回答$α\sim -1$问题。讨论了GRB 080916 C中可能存在的临界到快速冷却的相变。研究了GRB 100724B、GRB 100826A和GRB 130606B在不同脉冲下的时间分辨谱。我们发现在几乎所有的脉冲中，通量与峰值能量成正比。根据光谱折射率的旋转确定不同脉冲的相位。我们发现GRB 100826 A的谱指数与峰值能量之间存在很强的相关性，这可以用快速冷却阶段的康普顿效应来解释。然而，复杂的情况下，预测一个陡峭的指数注入电子，这挑战了伽玛暴的加速机制。
2015-01-21 astro-ph.HE
Constraints on the Synchrotron Emission Mechanism in GRBs
我们重新审视了同步辐射模型的一般伽玛暴的即时发射，并确定在参数相空间中，它是可行的制度。我们描述了一个典型的伽玛暴脉冲的峰值能量，峰值通量和持续时间，并使用最新的费米观测约束的高能量部分的频谱。我们求解了发射区的内禀参数，并找到了同步辐射的可能参数相空间。我们的方法是通用的，它不依赖于一个特定的能量耗散机制。在$10^{-4}<ε_B/ε_e<10$的能量比、$300<Γ<3000$的体洛伦兹因子、$3\times 10^3<γ_e<10^5$的典型电子洛伦兹因子和$10^{15}cm<R<10^{17}$ cm量级的辐射半径下，找到了合理的同步辐射解.其中最值得注意的是发射半径和电子的洛伦兹因子的相当大的值。我们发现，软（峰值能量小于100 KeV），但发光（各向同性亮度的$~1.5 \times 10^{53}$）脉冲是低效的。这也许可以解释为什么没有强烈的软爆发。在大部分能量由气流的动能携带的情况下，例如在内部激波中，同步加速器解决方案要求只有一小部分电子被激波加速到相对论速度。我们表明，未来的观测非常高的能量光子从伽玛射线暴的CTA，可能会确定所有参数的同步加速器模型或完全排除它。
2013-04-04 astro-ph.HE
Afterglow Synchrotron Radiations follow the $L_{\rm p, iso}-E_{\rm p,z}-Γ_0$ relation of Gamma-Ray Bursts? Cases of GRBs 190114C, 130427A, and 180720B
对190114 C、130427 A和180720 B三个伽玛暴余辉的双峰谱能量分布（SED）分析表明，它们是由电子在喷流中加速的同步辐射（Syn）和同步辐射自康普顿散射（SSC）引起的。伽玛暴的辐射机制和观测到的光谱光度/能量关系的物理仍然是一个悬而未决的问题。用Syn+SSC模型拟合它们的早余辉SED，提取Syn分量，发现它们的亮度（$L_{\rm syn}$），峰值能量（$E_{\rm p,syn,z}$）和余辉火球的洛伦兹因子（$Γ_t$）遵循瞬发伽马射线的$L_{\rm p, iso}-E_{\rm p,z}-Γ_{0}$关系，其中$L_{\rm p, iso}$是各向同性光度，$E_{\rm p, z}$是突发帧中$νf_ν$谱的峰值能量，PDMATHAMT是火球的初始洛伦兹因子。为了检验后期余辉是否与这个关系相一致，我们计算了后期余辉的同步加速器分量。发现它们也遵循相同的$L_{\rm p, iso}-E_{\rm p,z}-Γ_{0}$关系，尽管它们与$L_{\rm p, iso}-E_{\rm p,z}$关系不一致。我们的结果可能意味着，$L_{\rm p, iso}-E_{\rm p,z}-Γ_{0}$将是一个普遍的特点，同步辐射的电子加速在伽玛暴喷流之间的瞬发和余辉阶段。它的起源是不完全理解和可能的解释进行了简要讨论。
2020-10-23 astro-ph.HE
NuSTAR Observations of GRB130427A establish a single component synchrotron afterglow origin for the late optical to multi-GeV emission
GRB 130427 A发生在一个相对较近的星系中，它的即时发射具有有史以来最大的GRB通量。GRB 130427 A的余辉足够明亮，以至于核光谱望远镜ARray（NuSTAR）在其即时发射后很长一段时间（约1.5天和5天）在3-79 keV的能量范围内观察到它。这个范围，余辉观测以前是不可能的，桥梁一个重要的光谱差距。结合雨燕、费米和地面光学数据，NuSTAR观测明确地建立了事件发生后一天从光学到多GeV能量的单一余辉光谱成分，这几乎可以肯定是同步辐射。这种晚期费米/LAT > 10 GeV光子的起源需要我们对无碰撞相对论激波物理学的理解进行修正。
2013-11-20 astro-ph.HE
Polarization of GRB Prompt Emission and its Application to POLAR's Data
同步辐射偏振对磁场位形非常敏感。近年来，在伽马射线暴（GRB）余辉阶段，混合磁场同步辐射的偏振研究得到了发展。在这里，我们将这些SM模型应用到伽玛暴瞬发相，并将它们的偏振特性与纯有序（SO）磁场中的同步辐射进行了比较。我们发现SM模型中的偏振特性与相应的SO模型中的偏振特性非常相似（例如，具有排列有序部分（SMA）的混合磁场中的同步辐射和具有纯有序排列磁场（SOA）的同步辐射），仅具有较低的偏振度（PD）。我们还讨论了模型的统计特性。我们发现，在纯有序环向磁场（SOT）中，SOA和同步辐射的模拟爆发的PD都集中在$25\%$附近，而在具有环向有序部分（SMT）的混合磁场中，SMA和同步辐射的模拟爆发的PD可以从$0\%$到$25\%$，这取决于$ξ_B$的值，即，有序磁场的磁还原与随机磁场的磁还原之比。从统计上看，如果大多数伽玛暴的PD值不为零，则更倾向于SO和SM模型。此外，如果有一些明亮的伽玛暴的PD值明显低于大多数伽玛暴，它有利于SOT（SMT）模型;如果所有的明亮伽玛暴的PD值与大多数伽玛暴相当，它有利于SOA（SMA）模型。最后，我们将我们的结果应用到POLAR的数据，发现观测到的爆发的$\sim10\%$时间积分PD有利于SMA和SMT模型，这些爆发的$ξ_B$参数被限制在1.135左右。
2020-08-26 astro-ph.HE
Interpretation of the unprecedentedly long-lived high-energy emission of GRB 130427A
费米/LAT在GRB 130427 A爆发后的一天内探测到了高能光子（>100 MeV），并在高能余辉中发现了额外的硬光谱成分。我们表明，这硬光谱分量来自余辉同步自康普顿发射。这种情况可以解释在爆发后30000秒内探测到的>10 GeV光子的来源，由于最大同步辐射光子能量有限，这很难用同步辐射解释。低能多波长余辉数据可以用同步辐射余辉数据同时拟合。讨论了在暴流环境下探测SSC辐射的意义。
2013-07-29 astro-ph.HE
An inverse Compton origin for the 55 GeV photon in the late afterglow of GRB 130907A
在瞬发伽马射线暴（GRB）之后发生的高能伽玛射线（>100 MeV）的扩展辐射通常被解释为余辉同步辐射。在这里，我们报告的分析费米大面积望远镜观测GRB 130907A。一个55 GeV的光子兼容的位置的爆发被发现在约5小时后的提示阶段。这个光子与GRB 130907 A相关联的概率高于99.96%。该光子的能量超过了此时的最大同步加速器光子能量，因此它的出现挑战了作为扩展的高能量>10 GeV发射的起源的同步加速器机制。宽带光谱能量分布的建模表明，这种高能量的光子可以产生的同步自康普顿发射的余辉。
2014-05-11 astro-ph.HE
Linear and Circular polarization in ultra-relativistic synchrotron sources - implications to GRB afterglows
从相对论流出的偏振测量是探测发射区的几何形状和粒子分布的微观物理的有价值的工具。实际上，极化水平取决于：（i）局部磁场取向，（ii）发射区域相对于视线的几何形状，以及（iii）电子俯仰角分布。在这里，我们考虑光学薄同步辐射，我们扩展的圆偏振理论从一个点源扩展径向膨胀相对论性喷流。我们提出了在这样的系统中的线性和圆偏振的数值估计。我们认为不同的配置的磁场，球形和喷射的流出，各向同性和各向异性的俯仰角分布，并概述了在获得报告的高水平的圆偏振观察到的余辉GRB 121024 A的困难。我们的结论是，所观察到的偏振的起源不能固有的光学薄同步加速过程中，即使当电子俯仰角分布是非常各向异性的。
2015-12-02 astro-ph.HE
GRB Prompt Emission with Anisotropic Electron Distribution
伽马射线暴（GRB）瞬发辐射的典型光谱表明，在标准同步辐射模型中，尽管存在强磁场，电子冷却仍然受到抑制。最近的Particle-in-Cell模拟表明，磁主导等离子体中的粒子通过磁重联加速可以导致小的俯仰角，特别是在低能区。如此小的俯仰角防止电子通过同步辐射冷却。本文考虑了同步辐射冷却和绝热冷却的影响，数值计算了各向异性电子分布的同步辐射谱。如果我们需要一个大于$10^{50}~\mbox{erg}~\mbox{s}^{-1}$的坡印亭通量作为模型的磁重联的动机，$\sim 1000$的体洛伦兹因子和$γ_{\rm min}\sim 10^4$的电子最小洛伦兹因子需要再现典型的伽玛暴谱。
2022-07-06 astro-ph.HE
A new fitting function for GRB MeV spectra based on the internal shock synchrotron model
While the Band function or other phenomenological functions are commonly used to fit GRB prompt emission spectra, we propose a new parametric function that is inspired by an internal shock physical model. We use this function as a proxy of the model to confront it easily to GRB observations. We built a parametric function that represents the spectral form of the synthetic bursts provided by our internal shock synchrotron model (ISSM). We simulated the response of the Fermi instruments to the synthetic bursts and fitted the obtained count spectra to validate the ISSM function. Then, we applied …
2020-04-09 astro-ph.HE
Synchrotron spectrum of fast cooling electrons in GRBs
本文讨论了激波中快冷电子的同步辐射。冲击波后的快速冷却电子如果没有足够的时间均匀混合，就会产生位置相关的不均匀电子分布。这将导致一个非常不同的同步辐射光谱在低频带的均匀的情况下，由于同步辐射吸收。本文计算了伽马射线暴（GRB）非均匀情况下的同步辐射谱。同时考虑了正激波和反向激波。我们发现，对于反向激波占主导地位的情况下，我们会期望在低频谱的“反向激波颠簸”。光谱凸起是由于在前向和反向激波区的组合同步辐射吸收。在低频前向冲击谱中有两个非常规段，其谱斜率分别为$\lesssim1$和$11/8$。$11/8$的斜率已被一些作者发现，而$\lesssim1$的斜率是新的，这是由于在光学厚区近似恒定的电子温度。未来，在伽玛暴早期余辉或瞬发阶段的多波段（特别是低频波段）同步观测，将有可能揭示这些光谱特征，使我们能够识别反向激波成分，区分正向和反向激波发射。这也是诊断相对论激波区快速冷却后电子分布状态（均匀或不均匀）的一种方法。
2017-04-26 astro-ph.HE
One Fits All: A Unified Synchrotron Model Explains GRBs with FRED-Shaped Pulses
提出统一同步辐射模型，通过单一物理参数集成功拟合单脉冲GRBs的时间分辨光谱，揭示光谱与时间演化源于发射区域膨胀，初始半径约$10^{15}$ cm。
2024-01-15 astro-ph.HE
A marginally fast-cooling proton-synchrotron model for prompt GRBs
一小部分具有低至软X射线（$\sim0.5$ keV）数据的伽马射线暴已被证明在其瞬发发射光谱的低能部分（$\sim1-10$ keV）具有光谱中断。整体光谱形状是一致的光学薄同步辐射从人口的粒子，已冷却的时间尺度上的动态时间的能量，仍然远远高于他们的静止质量的能量（略快冷却制度）。我们考虑一个强子的情况下，并调查这些伽玛暴的即时发射是否可以起源于相对论质子辐射同步辐射在边缘快速冷却制度。利用半解析方法，我们推导了源参数，如磁场强度和质子光度，并计算了高能中微子发射预期在这种情况下。我们还研究了二次离子相互作用和$γγ$对产生的发射如何影响宽带光子谱。我们支持我们的研究结果与详细的数值计算。强烈修改的光子光谱低于断裂能量由于同步辐射的次级对被发现，除非体洛伦兹因子是非常大的（$Γ\gtrsim 10^3$）。此外，这种情况下预测不合理的高坡印亭光度，因为强磁场（$10^6-10^7$ G）是必要的不完全质子冷却。我们的研究结果强烈不赞成边缘快速冷却质子作为一个解释的低能量的光谱中断提示伽玛射线暴光谱。
2021-04-30 astro-ph.HE
Synchrotron polarization of anisotropic electron distribution in GRB prompt emission
Guangxi University（广西大学）；Guangxi Minzu University（广西民族大学）；Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；Center for Astronomical Mega-Science, Chinese Academy of Science（中国科学院国家天文台）
研究GRB喷流中各向异性电子分布对同步辐射偏振的影响，发现低能电子分布影响偏振特征，能量斜率m决定光学波段偏振变化，数值结果与观测数据对比支持各向异性分布解释部分GRB偏振和光谱数据。
2026-04-24 astro-ph.HE
Synchrotron polarization of a hybrid distribution of relativistic thermal and nonthermal electrons in GRB prompt emission
本文研究GRB瞬时辐射中相对论性热电子与非热电子混合分布的同步辐射偏振，发现混合电子可在γ射线和X射线波段产生高于60%的偏振度，并可能解释GRB 110301A的高偏振观测。
2024-10-01 astro-ph.HE
The case for a minute-long merger-driven gamma-ray burst from fast-cooling synchrotron emission
几十年来，伽马射线暴（GRB）被广泛地分为“长”和“短”持续时间的暴，持续时间分别大于或小于2秒。然而，这种二分法并不能完美地映射到已知产生伽马射线暴的两个祖先通道-紧凑物体的合并（合并伽马射线暴）或大质量恒星的坍缩（超新星伽马射线暴）。特别地，合并GRB群还可以包括具有短的、硬的$\lesssim$ 2s尖峰和随后的较长的、较软的扩展发射（EE）的爆发。最近在50年代持续时间的GRB 211211 A中发现了一个千诺瓦--中子星合并产生的重元素的放射性辉光--进一步证明合并可以驱动长而复杂的GRB，模仿Bracksar种群。在这里，我们提出了一个详细的时间和光谱分析的高能量辐射的GRB 211211 A。我们证明，发射具有纯粹的同步加速器起源，峰值和冷却频率都通过$γ$射线波段向下移动到X射线，并且快速演变的光谱在后期驱动EE特征。这种光谱演变的合并伽玛射线暴的识别开辟了途径的祖先类型的诊断。
2022-12-14 astro-ph.HE
Steep Decay of GRB X-ray Flares: the Result of Anisotropic Synchrotron Radiation
当一个具有恒定洛伦兹因子的发射球壳在某一半径处突然关闭发射时，其高纬发射将服从时间指数$\hatα$ =光谱指数$2 + \hatβ$的关系。然而，某些伽马射线暴（GRB）中的X射线费用违反了这种关系，其$\hatα$要陡得多。结果表明，当加速电子的角分布具有较好的取向时，同步辐射应该是各向异性的，而这种各向异性会导致高纬辐射的衰减变陡，如果本征辐射是边缘增亮的话。我们使用我们的简单的玩具模型再现的时间和光谱演化的X射线耀斑。结果表明，我们的模型可以很好地解释所选的三个伽玛暴中X射线耀斑的陡衰减。最近对粒子加速的模拟可能支持我们工作中采用的电子的特定各向异性分布。然而，确认辐射的各向异性将为发射区电子加速的细节提供有意义的线索。
2017-05-11 astro-ph.HE
Marginally fast cooling synchrotron models for prompt GRBs
以往的研究认为同步辐射是瞬发伽马射线暴（GRB）的发射机制。这些工作表明，电子必须在与源处的动态时间相当的时间尺度上冷却，以满足光谱约束，同时保持高辐射效率。我们专注于同步加速器冷却平衡的连续热源的条件下，这些约束条件自然得到满足。假设在发射区的大多数电子都有助于观察到的峰值，我们发现，每个电子的能量必须是$E\gtrsim 20$ GeV和发射材料的洛伦兹因子必须是非常大的$10^3\lesssim Γ_{\rm em} \lesssim 10^4$，以及在大量的洛伦兹因子的射流推断从伽玛射线暴余辉超过。然后，一些独立的约束条件表明，发射体必须相对于喷流的整体坐标系以$Γ'\approx 10$相对论运动，并且喷流必须在发射区$σ_{\rm up}\gtrsim 30$的上游高度磁化。在该模型中，发射半径也被强烈约束为$R\gtrsim 10^{16}$ cm。这些值是一致的磁喷流模型的耗散是由磁重联，发生在远离基地的射流。
2018-01-15 astro-ph.HE
GRB 080916C: on the radiation origin of the prompt emission from KeV/MeV to GeV
对GRB 080916 C的高能γ射线辐射的费米观测表明，它的能谱与能带函数一致，能量范围从MeV到几十GeV。假设一个单一的发射机制占主导地位，在整个能量范围内，我们表明，这一频谱是一致的同步辐射起源的冲击加速电子。简单的电子逆康普顿模型和强子模型被发现是不太可行的。在同步加速器的情况下，同步自康普顿散射很可能是在克莱因-Nishina制度，因此产生的高能量发射是次优势，即使磁场能量密度低于相对论电子。Klein-Nishina逆康普顿冷却也可能影响低能电子数分布，从而导致低于峰值能量的低能同步光子谱$n(ν)\proptoν^{-1}$。在电子同步辐射解释的框架下，我们约束了激波的微物理参数，并推导出上游磁场的下限。在GRB 080916 C的源坐标系中，如果相对论外流的大部分洛伦兹因子不明显大于数千，则同步辐射的探测延伸到约70 GeV，这有利于玻姆扩散激波加速。
2009-04-18 astro-ph.HE
Evolution Patterns of the Peak Energy in the GRB Prompt Emission
在伽马射线暴（GRB）的瞬发阶段，峰值能量（$E_\text{p}$）呈现两种不同的演化模式，即：硬到软和强度跟踪，其物理来源仍然未知。除了GRB瞬发谱的低能指数外，$E_\text{p}$的演化模式可能是区分辐射机制的另一个重要指标（例如，同步加速器或光球）。在同步辐射的框架下，我们探索了参数空间，以找到产生不同的峰值能量演化模式的条件。我们已经开发了一个代码来计算从一个简化的壳的同步辐射数值，考虑三个冷却过程（同步，同步自康普顿（SSC），和绝热）的电子，衰减磁场的效果，体加速的发射壳的效果，和一个可变的源函数，描述了电子在发射区加速的效果。通过对伽玛射线暴同步辐射方案参数空间的探索，我们发现$E_\text{p}$的强度跟踪模式可以在两种情况下实现。一种是电子的冷却过程以绝热冷却或SSC+绝热冷却为主;另一种是，除了冷却过程以SSC冷却为主之外，发射区还处于加速状态。否则，通常会出现$E_\text{p}$的硬到软模式。此外，一个彩色的强度跟踪模式的$E_\text{p}$可以诱导由一个可变的源函数的影响。
2021-12-17 astro-ph.HE
Synchrotron and inverse-Compton emissions from pairs formed in GRB afterglows (analytical treatment)
我们计算了伽玛暴余辉中高能光子（100 MeV以上）形成的电子对的同步辐射和逆康普顿辐射，假设光子谱C_nu ~ nu^{-2}，只考虑初级高能光子产生的电子对。这些对的基本性质（数量、最小能量、冷却能、能量分布）和它们的发射（峰值通量、光谱突变、光谱斜率）由观测量GeV注量Phi（t）= Ft和光谱以及洛伦兹因子Gamma和高能光子源的磁场B（在时间t上）确定。对于给定的B，计算了光学和X射线赝光变曲线F_nu（Gamma）;通过将高能光子源的动力学Gamma（t）设置为减速的相对论激波的动力学Gamma（t），计算了适当的同步自康普顿光变曲线。据发现，从对的发射可以容纳的通量和衰变的即时（GRB）阶段期间测量的光学闪光和延迟（余辉）阶段期间观察到的快速衰减的X射线平台。在100 < Gamma < 500的情况下，得到了最亮的对光辐射，并且主要取决于GeV的注量，与源的红移无关。在伽玛射线暴阶段形成的电子对的辐射提供了一种对反向冲击光闪的替代解释。这两个模型可以区分基于其相应的通量衰减指数-光谱斜率关系，不同的相关性与LAT通量，或通过建模的余辉多波长数据。
2014-07-28 astro-ph.HE
Time-resolved Analysis of Fermi GRBs with Fast and Slow-Cooled Synchrotron Photon Models
利用{ \it费米伽玛射线空间望远镜}对8个以单发射脉冲为主的明亮长伽马射线暴（GRB）进行了时间分辨光谱分析。用带函数等经验谱形式拟合伽玛暴的瞬发辐射，会导致对瞬发辐射物理模型的模糊结论。此外，波段函数通常不足以拟合数据。因此，GRB光谱建模与两个发射组件组成的光学薄的非热同步辐射从相对论电子，当显着，热发射从喷流光球，这是由黑体光谱表示。为了产生可接受的拟合，在8种情况中的5种情况下需要添加黑体分量。我们还发现低能谱指数α与α= -0.81 \pm 0.1的同步分量一致。该值位于慢冷却和快冷却状态下电子的极限值α= -2/3和α= -3/2之间，表明发射点处正在加速。当使用物理同步加速器模型而不是带函数时，黑体分量可以更显著，这说明带函数不能作为非热同步加速器发射分量的良好代理。发现在瞬发阶段，黑体分量的温度和特征发射区尺寸分别随时间按幂律减小和增大。此外，我们发现黑体和非热分量有单独的时间行为。
2013-12-11 astro-ph.HE
"Double-tracking" Characteristic of the Spectral Evolution of GRB 131231A: Synchrotron Origin?
伽马射线暴（GRB）瞬发辐射的光谱演化特征与辐射机制（同步辐射或光球）密切相关，至今仍是一个未解决的问题。通过对具有明亮、清晰单脉冲的GRB 131231 A的详细时间分辨谱拟合，发现了一些有趣的谱演化特征：（1）低能谱指数$α$和峰值能量$E_{\rm p}$均呈现“通量跟踪”模式（“双跟踪”特征）。(ii)参数关系，即，$F$（能量通量）- $α$、$F$ - $E_{\rm p}$和$E_{\rm p}$ - $α$，以及不同时间分辨光谱的类似米德$E_{\rm p}$ - $L_{γ,\rm iso}$关系，在上升和衰减阶段都显示出强烈的单调（正）相关性。(iii)在整个脉冲的所有切片中，$α$的值不超过同步加速器限值（$α$ = -2/3），有利于同步加速器原点。我们认为，单区同步辐射模型与发射流远离中央引擎很大的距离可以解释所有这些特殊的光谱演化特征。
2019-11-09 astro-ph.HE hep-ph
Gamma ray emission from magnetized relativistic GRB outflows
我们认为，小俯仰角同步辐射提供了一个重要的耗散机制，必须考虑的相对论磁化伽马射线暴（GRB）的形成模型从新生的黑洞和/或磁星流出。结果表明，如果伽玛暴外流是质子负载的，则这种辐射的光谱能量分布将在0.1-1~MeV的能量带出现尖锐的峰值。如果小俯仰角同步辐射能有效地冷却外流中的相对论粒子，则其峰值能量以下的谱是幂律的，谱指数α ~-1，接近于时间分辨伽玛暴谱的典型谱指数。否则，低能谱指数可以硬到α ~ 0，如在GRB脉冲开始时所观察到的。我们推测，质子加载的磁化γ暴流出的小俯仰角同步辐射对γ暴瞬发辐射的能带分量有显著贡献，而质子引发的电磁级联则对GeV分量有重要贡献。
2010-07-19 astro-ph.HE
Origin of sub-TeV afterglow emission from gamma-ray bursts GRB 190114C and GRB 180720B
亚TeV γ射线GRB 180722 B和GRB 190114 C的探测为研究高能γ射线伽马射线暴开辟了新的窗口。最近的研究表明，同步加速器和逆康普顿过程是产生这些高能γ射线的原因。在这里，我们第一次证明，光强子的情况下，这是成功地解释了多TeV耀斑在高能blazar也适用于伽马射线暴。结果表明，GRB 190114 C和GRB 180720 B的亚TeV能谱分别是由同步辐射自康普顿区和同步辐射区的高能质子与背景光子相互作用产生的。背景光子分布的性质有助于我们限制它们的体洛伦兹因子。
2020-05-25 astro-ph.HE hep-ph
Analytic Modeling of Synchrotron-Self-Compton Spectra: Application to GRB 190114C
对早期伽马射线暴（GRB）余辉的TeV辐射的观测揭示了长期以来对低能同步加速器逆康普顿（IC）上散射的探索。然而，事实证明，长期以来希望能够轻松解释同步加速器自康普顿（SSC）光谱并没有实现。TeV发射处于Klein-Nishina（KN）制度，并且简单的Thomson制度SSC光谱被修改，使场景复杂化。我们在这里描述一种方法来获得一个解析近似所观察到的光谱，并推断在发射区域的条件。该方法是通用的，可用于任何此类来源。作为一个测试案例，我们将其应用到GRB 190114 C的观测。我们发现，使用解析SSC谱拟合模型参数的过程存在一些通用问题。然而，与此同时，它方便地提供了一个有用的洞察形成频谱的条件。一旦我们对标准KN近似引入修正，最佳拟合解与详细数值模拟中发现的解一致。在数值分析中，我们找到了一个家庭的解决方案，提供了一个很好的近似的数据，并大致满足$B\propto Γ^{-3}$之间的磁场和散装洛伦兹因子，我们提供了一个试探性的解释为什么会出现这样的家庭。
2022-02-23 astro-ph.HE
On The External Shock Synchrotron Model for GRBs' GeV Emission
LAT探测到的（100 MeV - 50 GeV）GRB辐射的主要成分相对于瞬发软（亚MeV）伽马射线开始延迟，并且在软成分消失后持续很长时间。这导致了一个有趣的建议，即这种高能量的发射是通过相对论电子的同步辐射产生的加速的外部冲击。此外，MeV余辉发射的限制导致的建议，至少在明亮的GeV爆发的领域是不是超出了冲击压缩放大。我们在这里表明，限制（内的减速冲击），效率和冷却的发射电子约束的考虑，在这个模型中，磁场，出现在上游（circumburst）和下游（喷出物）地区，使我们能够获得一个直接处理它们的值。最大同步辐射的已知极限，当结合冲击波演化时，意味着能量高于~ 10 GeV的晚期光子（在爆发后超过~100 s到达）不会自然地从外部冲击同步辐射中产生，并且几乎可以肯定有不同的起源。最后，即使是红外光学的适度种子通量（几mJy）也会通过逆康普顿冷却淬灭GeV辐射，除非激波后面的磁场被显著放大。同时观测到红外光学和GeV辐射的爆发将排除这种模型。
2010-03-30 astro-ph.HE
Time-resolved spectro-polarimetric analysis of extremely bright GRB 230307A: Possible Evidence of evolution from photospheric to synchrotron dominated emission
Bhabha Atomic Research Center（巴哈原子研究中心）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Astrophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心天体物理学科学部）；Kavli Institute of Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理学与宇宙学研究所）；Ioffe Institute（约费物理技术研究所）；Physical Research Laboratory Thaltej（萨巴尔马蒂河左岸物理研究实验室）；Department of Physics, Ashoka University（阿肖卡大学物理系）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）；Department of Physics, University of Cagliari（卡利亚里大学物理系）
GRB 230307A的光谱偏振分析揭示了从光球主导到同步辐射主导的转变，可能表明磁场在喷流动力学中的演变作用。
2025-12-02 astro-ph.HE
On external shock model to explain the high-energy emission: GRB 940217, GRB 941017 and GRB 970217A
我们提出了一个外激波背景下的轻子模型来描述GRB 940217、GRB 941017和GRB 970217A的高能辐射。我们认为，发射由两个组成部分，一个具有类似的持续时间的爆发，和第二个，持续时间更长的GeV阶段持续数百秒后的提示阶段。这两个分量可以被描述为同步自康普顿发射从反向和正向冲击分别。对于反向激波，我们分析了厚壳层情况下的同步辐射自康普顿。计算的通量和破裂能与观测值一致。
2012-12-19 astro-ph.HE
On the X-ray, optical and radio afterglows of the BdHN I GRB 180720B generated by the synchrotron emission
伽玛射线暴（GRB）是一种复杂性前所未有的电磁波谱系统，包括射电、光学、X射线、兆电子伏（MeV）和千兆电子伏（GeV）的伽玛射线，以及超高能宇宙射线（UHECR），每一种都表现为七种特定的物理过程，其特征演化时间尺度从$10^{-14}$ s到$10^{7}$ s或更长。本文研究了长伽玛暴180720 B，它起源于一颗质量约为$10 M_\odot$的大质量碳氧（CO）星和一颗伴星（NS）组成的双星系统。CO星的引力坍缩产生了一个旋转的新生NS（$ν$ NS），其初始周期为$P_0=1$ ms，为无线电、光学和X射线波长的同步辐射提供动力。在这里，我们只调查的GRB 180720 B余辉，并提出了详细的治疗的基础上释放的同步辐射的相互作用的$ν$ NS和SN喷出物的起源。我们发现，在平行的X射线余辉，旋转的$ν$ NS也权力的光学和无线电余辉，并允许我们推断的$ν$ NS和喷出物参数，适合的观测数据。
2022-09-24 astro-ph.HE gr-qc
Interpreting time-integrated polarization data of gamma-ray burst prompt emission
目标。随着伽马射线暴（GRB）瞬发相极化数据的积累，极化模型可以得到检验。方法.利用偏振观测结果，我们预测了37个伽玛暴的时间积分偏振。我们使用他们观察到的光谱参数来做到这一点。在该模型中，发射机制是同步辐射，发射区的磁场位形被假定为大尺度有序。因此，预测的偏振度（PD）是上限。结果对于伽马射线暴偏振计（GAP）、POLAR和AstroSat探测到的大多数伽玛暴，预测的PD可以与相应的观测PD相匹配。因此，大尺度有序磁场中的同步辐射模型可以很好地解释POLAR探测到的中等低PD（$\sim10\%$）和GAP和AstroSat观测到的相对高PD（$\sim45\%$）。因此，在这些GRB瞬发阶段或至少在峰值时间期间的磁场由有序分量主导。然而，GAP观测到的GRB 110721 A和AstroSat观测到的GRB 180427 A的预测PD都低于观测值。由于有序磁场中的同步辐射预测了同步辐射模型的PD上限，因此两个爆发的PD观测挑战了同步辐射模型。然后，我们预测了即将到来的POLAR-2上的高能偏振探测器（HPD）和低能偏振探测器（LPD）的PD。在同步辐射模型中，HPD探测到的伽玛暴的集中PD值将高于LPD值，这可能与耗散光球模型的预测不同。因此，更准确的多波段偏振观测是非常需要的，以测试模型的伽玛暴瞬发相。
2022-10-07 astro-ph.HE
Closure Relations of Synchrotron Self-Compton from Reverse shock and Fermi-LAT GRBs
该研究推导反向激波在厚壳、薄壳及不同介质中的 SSC 闭合关系，并结合 2FLGC 数据说明薄壳与恒密度介质更优，且早期 GeV 辐射可源于 SSC。
2025-09-27 astro-ph.HE
Origin of TeV Emission in GRB 221009A: Co-effort of the External Reverse and Forward Shocks
针对最亮伽马射线暴GRB 221009A的TeV辐射对传统模型的挑战，本研究纳入其长爆发行为建模外激波，发现早期TeV辐射源于外反向与正向激波共同作用，后期由正向激波同步自康普顿过程主导，揭示了外反向激波的关键作用。
2024-10-07 astro-ph.HE
Wide Jets or Low Rates: Reconciling Short GRB and Gravitational-Wave Neutron Star Merger Rates
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Toronto（多伦多大学）
研究通过分析最新引力波合并率约束和短GRB率密度，探讨宽喷流对解释观测短GRB率的影响，发现宽喷流可调和现有数据，而窄喷流则需更低的GRB率。
2026-04-16 astro-ph.HE
Synchrotron Self-inverse Compton Radiation From Reverse-shock on GRB120326A
本文介绍了在$z=1.798$上对一个典型的长持续时间GRB 120326 A的多波长观测，包括亚毫米波阵列（SMA）的快速观测，以及X射线和光学的综合监测。SMA观测提供了迄今为止在230 GHz的7个亚毫米余辉中最快的探测。使用Swift和Suzaku进行的快速光谱分析得出了$E^{\rm src}_{\rm peak}=107.8^{+15.3}_{-15.3}$ keV的光谱峰值能量和$E_{\rm iso}$的等效各向同性能量为$3.18^{+0.40}_{-0.32}\times 10^{52}$ erg。在光学上的时间演化和光谱特性与标准的前向激波-喷流准直同步加速器（$6^{\circ}.69\pm0^{\circ}.16$）一致。使用二维相对论流体动力学喷流模拟的前向冲击波建模还确定了合理的爆发爆炸和光学余辉的同步辐射参数。X射线光变曲线显示没有明显的射流破裂，X射线和光学之间的时间衰减指数关系（$α{\rm o}-α_{X}=-1.45\pm0.10$）表明X射线和光学中不同的辐射过程。从反向激波引入同步加速器自逆康普顿辐射是一种可能的解决方案，并且在亚毫米级的余辉的检测和缓慢衰减支持这是一个合理的想法。所观察到的时间演化和光谱特性以及前向激波模型参数，使确定合理的函数来描述余辉特性。由于一半的事件在X射线和光学方面与当前事件具有相似的特性，GRB 120326…
2014-05-16 astro-ph.HE
Thermal Electrons in GRB Afterglows
到目前为止，几乎所有的多波长长持续时间的伽马射线暴的建模都忽略了同步辐射的电子预计通过冲击波没有加速到幂律分布的显着人口。我们调查的影响，包括热，非加速电子的贡献，同步辐射吸收和发射的标准余辉模型，并表明，这些热电子提供了一个额外的来源不透明的同步自吸收，并产生一个额外的发射组件在更高的能量。额外的不透明度的结果在同步自吸收频率的基准参数的10- 100倍的增加。额外辐射的性质取决于热粒子数的细节，但通常可以观察到，在爆发后几秒钟内，产生的光谱峰值比非热粒子数的辐射亮相似，几天后在毫米和射频下仍可检测到。
2018-11-25 astro-ph.HE
Dissecting the radiation mechanism of short GRB~160821B through multi-wavelength modelling
本研究利用结合同步辐射、SSC、EC模型与MCMC技术的方法，分析短暴GRB 160821B的多波段数据，发现其VHE辐射以SSC为主、EC可忽略，且该暴能量低、处于高密度低磁化风介质，参数特性异于其他VHE GRB，为短暴辐射机制研究提供新依据。
2025-10-01 astro-ph.HE
Gamma-Ray Burst Spectrum with Decaying Magnetic Field
在伽马射线暴的内激波模型中，由于下游均匀磁场中快冷电子的同步辐射谱太软，不能产生低能的伽玛暴谱。然而，磁场可能随着与冲击波阵面的距离而衰减。在这里，我们表明，同步辐射光谱变得更难，如果电子在衰减MF进行同步辐射和逆康普顿冷却。为了使其与具有低能量斜率$νF_ν\proptoν$的典型伽玛射线暴谱相一致，需要激波后MF衰变时间与体电子的冷却时间相当（对应于MF衰变长度，通常为$\sim10^5$趋肤深度）;在MF衰变时间之后，逆康普顿冷却应该主导同步加速器冷却;和/或MF衰变的共动时间大致为$B\propto t^{-1.5}$。一个内激波同步加速器模型与衰减MF可以解释大多数的伽玛暴与低能量斜率不硬比$ν^{4/3}$。
2013-10-02 astro-ph.HE
Synchrotron Radiation Dominates the Extremely Bright GRB 221009A
本文利用 Fermi/GBM 和 SATech-01/GECAM-C 的未饱和数据对 GRB 221009A 进行时间分辨能谱建模，证明其辐射由大半径处相对论电子的同步辐射主导，并支持喷流为坡印廷能流主导。
2023-03-28 astro-ph.HE
Analysis and modelling of the multi-wavelength observations of the luminous GRB 190114C
极高能（VHE; $\geq 10$ GeV）光子预计来自最近和最亮的伽马射线暴（GRB）。VHE光子，能量高于300 GeV，最近由MAGIC合作报告了这次爆发。在GRB 190114 C之后，立即进行了大规模的观测活动，覆盖了大部分电磁波谱。本文给出了GRB 190114 C的LAT光变曲线，表明它具有与其它明亮的LAT爆发相似的特征;第一个高能光子（$\geq$ 100 MeV）的发射随瞬发相的开始而延迟，并且通量光变曲线呈现长寿命发射（持续时间比瞬发相长得多）和短暂的亮峰（位于长寿命发射的开始处）。通过对多波长观测结果的分析，我们发现，LAT和GBM的短寿命亮峰与同步辐射自康普顿逆激波模型相一致，而长寿命亮峰与标准同步辐射正激波模型相一致，该模型是从类星风分层介质演化为类ISM均匀介质的过程。给定最佳拟合值，同步加速器反向冲击辐射产生的明亮的光学闪光是预期的。从我们的分析中，我们推断，高能量的光子产生的减速阶段的流出和一些额外的过程中同步在向前冲击应被认为是正确地描述LAT光子的能量超过同步极限。此外，我们认为，一个具有磁场的外流可以描述伽玛暴190114 C的光变曲线中所表现出的偏振和性质。
2019-06-25 astro-ph.HE
Multi-Wave band Synchrotron Polarization of Gamma-Ray Burst Afterglows
假设前向激波下游存在相干长度为等离子体趋肤深度尺度的各向异性湍流磁场，研究了伽马射线暴（GRB）余辉的多波段同步辐射线偏振。我们发现，对于典型的伽玛暴，在比较的光学偏振，射电偏振度显示了类似的时间演变，但一个显着较小的峰值。这是由于在无线电和光学波段之间观察到的强度图像形状的差异。我们还表明，偏振光谱的程度经历了从低到高偏振制度以上的光谱峰值频率的强度逐渐变化，并且在两个制度中的偏振角的差异是零或90度。因此，多波段同步观测伽玛暴余辉将是等离子体尺度磁场模型的一个新的确定性检验。我们还讨论了最近用ALMA和其他磁场组态模型对GRB 171205 A射电线性极化探测的理论意义。
2021-05-27 astro-ph.HE
External Inverse-Compton and Proton Synchrotron Emission from the Reverse Shock as the Origin of VHE Gamma-Rays from the Hyper-Bright GRB 221009A
本文提出外反向激波模型，以外逆康普顿和质子同步辐射解释 GRB 221009A 的 GeV-TeV 辐射，并预测 MeV 与 TeV 光子的反相关，可由 LHAASO 数据检验。
2023-03-27 astro-ph.HE
Numerical simulations of the jet dynamics and synchrotron radiation of binary neutron star merger event GW170817/GRB170817A
本文对高能流在双中子星（BNS）合并的碎片云中的传播进行了数值模拟。从中央发动机的尺度出发，我们使用动网格流体动力学代码来模拟所产生的相对论喷流的完整动力学演化。我们计算同步辐射直接从模拟和目前的多波段光曲线的早期（子天）通过后期（数周到数年）余辉阶段。我们的工作系统地比较了两种不同的模型的中央发动机，被称为窄和宽发动机的情况下，这是与一个成功的结构射流和准各向同性爆炸分别。这两种发动机模型通过与合并碎片云的流体动力学相互作用自然地演化出角向和径向结构。它们也都导致能够产生观测到的多波段余辉数据的相对论性冲击波。然而，我们发现，窄和宽发动机的情况下可能会区分一个新的排放成分，我们称之为合并闪光。这一部分是将同步辐射模型应用于受冲击的光学薄合并云的结果。如果非热电子的注入在突破的相对论壳层中持续存在，例如通过内部冲击或磁重联，这种建模是合适的。在GW啁啾之后的最初几分钟内，对于未来的BNS合并，快速下降的签名可以是可检测的。此外，它的GRB 170817 A事件的未检测可能不利于宽，准各向同性爆炸模型。
2018-06-11 astro-ph.HE
Onset of particle acceleration during the prompt phase in gamma-ray bursts as revealed by synchrotron emission in GRB160821A
伽玛暴瞬发相的γ射线发射和粒子加速的物理过程至今仍不清楚。为了对观测结果进行明确的物理建模，需要明确识别排放机制。GRB 160821 A中非常强的耀斑期间的同步辐射是一个明确的识别实例，它发生在135 s的瞬发阶段。在这里，我们表明，在这个耀斑的辐射电子的分布最初是非常狭窄的，但后来发展的幂律尾加速电子。因此，我们确定的第一次在伽玛射线暴射流粒子加速的发病。耀斑是一致的后期能量释放从中央引擎造成外部冲击，因为它遇到了一个预先存在的环星云的祖先沃尔夫-拉叶星。相对论正向和反向冲击的发展，导致两个不同的发射区具有相似的属性。粒子加速只发生在前向激波中，进入致密的星云物质。在这里，磁化强度也降低到临界值以下，这允许费米加速操作。利用这一事实，我们发现一个体积洛伦兹因子为$420 \simleq Γ\simleq 770$，和一个发射半径为$R \sim 10^{18}$厘米，表明一个稀薄的气体的直接环爆周围。因此，对粒子加速开始的观测给出了新的和独立的约束条件，这些约束条件对流的性质以及无碰撞天体物理冲击中粒子加速的理论都有约束。
2022-06-01 astro-ph.HE
The origin of very-high-energy gamma-rays from GRB 221009A: implications for reverse shock proton synchrotron emission
本研究提出双组分结构喷流模型，结合正向激波电子同步自康普顿与反向激波质子同步辐射，成功解释GRB 221009A的VHE波段观测，并揭示反向激波可能是超高能宇宙射线加速器。
2025-01-15 astro-ph.HE
