Research on the redshift evolution of luminosity function and selection effect of GRBs
研究了长伽马射线暴(LGRB)的光度函数(LF)的红移演化和红移选择效应。该方法是同时拟合观测到的峰值通量和红移分布。为了解释Swift复杂的触发算法,我们使用了一个通量触发效率函数。我们发现证据支持一个不断发展的LF,其中打破光度标度为$L_b\propto (1+z)^τ$,$τ=3.5^{+0.4}_{-0.2}$和$τ=0.8^{+0.1}_{-0.08}$两种LGRB率模型。相应的局部GRB率分别为$\dot{R}(0)=0.86^{+0.11}_{-0.08} \yr^{-1}\Gpc^{-3}$和$\dot{R}(0)= 0.54^{+0.25}_{-0.07} \yr^{-1}\Gpc^{-3}$。此外,通过比较观测到的和模拟的暴的红移分布,我们发现通量触发暴的红移探测效率随着红移的增加而降低。特别是在$1<z<2.5$的红移范围内,有大量的伽玛暴发生红移缺失,“红移沙漠”效应可能占主导地位。更有趣的是,我们的结果表明,“红移沙漠”效应主要是由较暗的伽玛暴,例如,$P<10^{-7}\ergs /\s/\cm^2$,但对较亮的伽玛暴没有影响。
2015-08-28 astro-ph.HE
Luminosity Function of collapsar Gamma-Ray Bursts:the Progenitor of Long Gamma-Ray Bursts Is Not Singular
本研究通过构建坍缩星伽马射线暴的光度函数,发现长GRBs随红移存在显著的光度或密度演化,并证实很大一部分长GRBs并非源自坍缩星,表明长GRBs的前身星并非单一的。
2025-05-01 astro-ph.HE
Similar radiation mechanism in gamma-ray bursts and blazars: evidence from two luminosity correlations
活动星系核(AGN)和伽马射线暴(GRB)是具有相对论喷流的强天体物理事件。本文比较了伽玛暴和观测良好的耀变体的宽带光谱特性。伽玛暴的分布与著名的blazar序列一致,包括$νL_ν(5\rm GHz)-α_{\rm RX}$和$νL_ν(5\rm GHz)-ν_{\rm peak}$相关,其中$α_{\rm RX}$定义为射电-X射线波段的宽带谱斜率,$ν_{\rm peak}$定义为谱峰频率。此外,伽玛暴占据了这些序列的低射电光度端。这两个相关性表明,伽玛暴在瞬发和余辉阶段都可能具有与耀变体相似的辐射过程,即,同步辐射。
2014-03-31 astro-ph.HE
Lorentz Factor-Isotropic Luminosity/Energy Correlations of GRBS and Their Interpretation
伽马射线暴(GRB)喷出物(γ_0)的体洛伦兹因子是理解GRB物理的一个关键参数。Liang等人发现了γ_0和各向同性γ射线能量之间的相关性:γ_0 \proptoE_{gamma,iso,52}^{0.25}。通过包括更多的具有更新数据的伽玛暴和更多的方法来获得γ_0,我们证实了这种相关性,并获得了γ_0 ~91 E_{gamma,iso,52} ^{0.29}。对同一样品中各向同性伽玛暴的平均亮度L_{gamma,iso}进行了计算,发现它们之间有更紧密的相关性:γ_0 ~249 L_{gamma,iso,52} ^{0.30}。我们提出了一个解释,后来的相关性。我们假设恒星质量黑洞周围的中微子冷却超吸积盘是伽玛暴的中心发动机,从中微子驱动的风中导出了中微子湮灭和重子加载驱动的喷流光度。应用聚束校正,我们最终得到了与实验数据符合较好的伽玛0 \proptoL_{gamma,iso}^{0.22}。这表明长伽玛暴的中心引擎很可能是一个被超吸积盘包围的恒星质量的黑洞。
2012-03-20 astro-ph.HE
Determination of the intrinsic Luminosity Time Correlation in the X-ray Afterglows of GRBs
伽马射线暴(GRB),已经被观测到的红移z约为9.5,可以很好地探测早期宇宙,并有可能测试宇宙学模型。Dainotti对具有已知红移和确定的X射线平台的GRB雨燕余辉光变曲线的分析表明,平台结束时的静止帧时间(平台结束时间)与当时计算的光度之间存在反相关(或平台持续时间与光度之间近似存在反相关)。我们在这里提出了一个更新的相关性与一个更大的数据样本的101个伽玛暴具有良好的光变曲线。由于这种相关性的一些可能会导致这些内在参数的红移依赖性,即它们的宇宙学演化,我们使用Efron-Petrosian方法来揭示这种相关性的内在本质。我们发现,相当一部分的相关性是内在的,并描述我们如何恢复它,以及如何可以用来约束物理模型的平台排放,其起源仍然是未知的。这一结果有助于澄清关于平台发射性质的争论。
2013-07-27 astro-ph.HE
Comparing the spectral lag of short and long gamma-ray bursts and its relation with the luminosity
我们研究了雨燕探测到的两个完整的亮长(50)和短(6)伽马射线暴(GRB)样本的静止标架光谱滞后。我们通过一个离散的交叉关联函数(CCF)与非对称高斯函数拟合来分析Swift/BAT数据,以估计滞后和相关的不确定性。我们发现,一半的长伽玛暴有一个积极的滞后和一半的滞后与零一致。所有短伽玛暴的滞后都为零。短暴和长暴的谱滞后分布具有不同的平均值。由于短伽玛暴的数量有限,我们不能排除在超过2 sigma的显著性水平,这两个分布的滞后是从同一个父人口。如果我们考虑长伽玛暴的整个样本,我们没有发现滞后-光度相关的证据,相反,滞后-光度平面在左手边被填满,因此表明滞后-光度相关可能是一个边界。在滞后光度平面上,短暴和长暴是一致的。
2014-10-20 astro-ph.HE
GRBs luminosity function synthesized from \textit{Swift/BAT}, \textit{Fermi/GBM} and \textit{Konus-Wind} data
我们研究了长伽玛射线暴(LGRB)的光度函数使用的峰值通量从三个LGRB样品与已知的红移:(a)从\textit{Swift/BAT}卫星/仪器的251 LGRB样品;(b)从\textit{Fermi/GBM}望远镜的37 LGRB样品;(c)从\textit{Konus-Wind}仪器的152 GRB样品。对于\textit{Swift/BAT}和\textit{Fermi/GBM}样本,我们使用Swift Burst Analyser网站(\url{http://www.swift.ac.uk/burst_analyser} ; \citep{Evans:2010})和(\url{http://swift.gsfc.nasa.gov/archive/grb/table/})以及Fermi网站(\url{https://heasarc.gsfc.nasa.gov/} \url{W3Browse /fermi /fermigbrst.html} ; \citep{{Gruber_2014}, {von_Kienlin_2014}, {Bhat_2016}})上提供的数据来计算通量峰值处的亮度通过使用截止幂律谱(CPL)。对于\textit{Konus-Wind}样本,我们使用米德相关关系\citep{Yonetoku:2010}从源帧\citep{Minaev:2019}中测量的…
2021-05-02 astro-ph.HE
Study of a Population of Gamma-ray Bursts with Low-Luminosity Afterglows
伽马射线暴(GRB)是极端事件。根据它们的持续时间,它们被粗略地分为两类,即短爆发和长爆发。这样的分类已被证明是有用的,以确定他们的祖先:合并的两个紧凑的物体短爆发和爆炸的大质量恒星的长爆发。对长伽玛暴的进一步分类可能会对它们的祖先和发射机制提供更严格的限制。在我的论文中,我提出的证据存在的一个子类的长伽玛暴,根据他们微弱的余辉发射。这些爆发被命名为低光度余辉(LLA)伽玛暴。讨论了数据分析和选择方法,并描述了它们的主要特性。它们与超新星的联系很强,因为所有与SNe紧密相关的爆发中有64%是LLA GRB。最后,我提出了额外的性质的LLA伽玛暴:研究其率密度,这似乎表明了一个新的独特的第三类事件,其宿主星系的属性,这表明他们发生在年轻的恒星形成星系。此外,我表明,这是很难调和正常长GRBs和LLA GRBs之间的所有差异,只考虑仪器或环境的影响,不同的喷出物含量或不同的几何形状的爆发。因此,我得出结论,LLA伽玛暴和正常长伽玛暴应该有不同的性质。我指出,一个二元系统是有利于在案件的LLA伽玛暴。这一论点是基于大质量恒星的初始质量函数,与正常长伽玛暴的速率相比,LLA伽玛暴的速率密度更大,以及伴随的SNe的类型。
2015-03-16 astro-ph.HE
Spectral-Luminosity relation within individual Fermi GRBs
本文研究了费米卫星探测到的所有已知红移的长伽马射线暴的光谱。它们的通量和注量是足够大的,以允许在8千电子伏-1兆电子伏的能量范围内的光谱特性的时间依赖性的研究。我们发现它们的EL(E)谱的峰值能量Ep与亮度在单个爆发中有显著的紧密相关。这种时间分辨的Ep-Liso相关性对于所有考虑的爆发都非常相似,并且具有类似于由几个不同卫星检测到的不同爆发的时间积分光谱定义的类似Ep-Liso相关性的斜率和归一化。对于一些考虑的伽玛暴,我们还可以研究在每个爆发内的单个脉冲的上升和衰减阶段期间的Ep-Liso相关性的行为,没有发现差异。我们的研究结果表明,存在一个类似的物理机制,操作不同的伽玛暴的持续时间,紧密联系的爆发亮度与峰值能量的光谱在不同的时间发出。这种物理机制在构成伽玛射线暴的单个脉冲的上升和衰减阶段是相同的。这些结果,同时要求一个强大的物理解释,强烈表明,Ep-Liso的光谱能量相关性,考虑到不同的爆发的时间积分光谱是真实的,而不是仪器选择效应的结果。
2009-08-19 astro-ph.HE
Jet Luminosity of Gamma-ray Bursts: Blandford-Znajek Mechanism v.s. Neutrino Annihilation Process
围绕旋转恒星质量黑洞的中微子吸积流是伽马射线暴的中心引擎之一。两种机制,即,BZ机制和中微子湮灭过程被认为是伽玛暴的动力学机制。利用Xue et al.(2013)的解析解,忽略磁场组态的影响,我们估算了BZ和中微子湮灭光度作为盘质量和BH自旋参数的函数,以对比观测到的伽玛暴喷流光度。结果表明,虽然中微子湮灭过程可以解释绝大多数的伽玛暴,但BZ机制更有效,特别是对于长持续时间的伽玛暴。实际上,如果把伽玛暴的余辉和耀斑的能量也包括在内,这两种机制的区别就更明显了。此外,大质量盘和高BH自旋有利于伽玛暴的高亮度。最后,我们讨论了可能的物理机制,以提高磁盘质量或中微子发射率的NDAF和这两种机制之间的相关差异。
2015-04-15 astro-ph.HE
Hyperaccreting Disks around Neutrons Stars and Magnetars for GRBs: Neutrino Annihilation and Strong Magnetic Fields
通过中微子辐射冷却的中子星或磁星周围的超吸积盘可能是伽玛暴的潜在中心引擎。在吸积率相同的情况下,中子星盘比对应的黑洞能更有效地冷却,产生更高的中微子光度和中微子湮灭光度。中子星表面的边界层也能增加湮灭光度。沿着恒星两极,中微子湮灭可以产生超相对论性喷流。此外,我们还研究了强磁场对磁星周围圆盘的影响。一般来说,较强的磁场会产生较高的盘密度、压力、温度和中微子光度;中微子湮灭机制和提取恒星旋转能量的磁驱动脉冲星风可以共同作用,沿着恒星的磁极产生和馈送更强的超相对论性喷流。
2010-09-08 astro-ph.HE
Properties of Gamma-Ray Bursts Associated with Supernovae and Kilonovae
本文系统比较了53个超新星相关和15个千新星相关的伽马射线暴的时谱性质,发现二者光谱参数分布一致且均遵循各自的Amati关系,光度-滞后和光度-时间关系存在大量重叠,提示它们可能共享相同辐射机制。
2023-09-17 astro-ph.HE
Extra-galactic high-energy transients: event rate densities and luminosity functions
已经发现了几种类型的河外高能瞬变,包括高光度和低光度的长持续时间伽马射线暴(GRB),短持续时间伽马射线暴,超新星激波爆发(SBO)和潮汐破裂事件(TDE),没有或有相关的相对论喷流。在本文中,我们采用统一的方法,系统地研究了这些瞬态的红移依赖的事件率密度和整体光度函数(忽略红移演化)。我们介绍了一些经验公式的红移依赖的事件率密度为不同类型的瞬态,并推导出本地特定的事件率密度,这也表示其整体光度函数。长伽玛暴有足够大的样本来揭示整体光度函数的特征,这是最好的特征,作为一个三次方定律。所有其他的瞬变都符合单一的幂律光度函数。总事件率密度取决于最小光度,我们得到以下以${\rm Gpc^{-3}~yr^{-1}}$为单位的值:对于$ 10^{50}~{\rm erg~s^{-1}}$以上的高亮度长GRB,采用$0.8^{+0.1}_{-0.1}$;对于$5\times 10^{46}~{\rm erg~s^{-1}}$以上的低亮度长GRB,采用$164^{+98}_{-65}$;对于$ 10^{50}~ {\rm erg~s^{-1}}$以上的短GRB,采用$1.3^{+0.4}_{-0.3}$、$1.2^{+0.4}_{-0.3}$和$3.3^{+1.0}_{-0.8}$,采用三种不同的合并延迟模型(高斯、对数正态和幂律),对于SBO,$1.9^{+2.4}_{-1.2}\times…
2015-09-04 astro-ph.HE
Cosmic Evolution of Long Gamma-Ray Burst Luminosity
伽马射线暴(GRB)亮度的宇宙演化是揭示GRB物理和利用GRB作为宇宙学探针的基础。我们用258个{ \em Swift}/BAT伽玛暴的大样本研究了长伽玛暴的亮度演化。在不考虑伽玛暴触发和红移测量的观测偏差的情况下,将单个伽玛暴的峰值亮度参数化为$L_{\rm p}\propto{\rm }(1+z)^{k}$,利用非参数$τ$统计方法得到了$k=1.49\pm0.19$。通过用观测到的峰值通量模拟这些偏差,并将长伽玛暴的峰值光度函数描述为一个光滑破缺的幂律函数,其演化过程为$L_{\rm b}\propto (1+z)^{k_{\rm b}}$,在假设长伽玛暴速率服从恒星形成速率(SFR)并结合宇宙金属量历史的基础上,通过模拟得到了$k_{\rm b}=1.14^{+0.99}_{-0.47}$。导出的$k$和$k_b$值系统地小于以前的论文中报道的值。通过消除观测误差的伽玛暴触发和红移测量的基础上,我们的模拟分析,我们生成模拟{ \em完整}样本的258和1000伽玛暴,以检查这些偏差如何影响的$τ$统计方法。我们得到了两个样本的$k=0.94\pm 0.14$和$k=0.80\pm 0.09$,表明这些观测偏差可能导致高估$k$值。由于我们的模拟分析得出的$k_b$存在很大的不确定性,人们甚至不能令人信服地论证伽玛暴光度的鲁棒演化特征。
2016-01-28 astro-ph.HE
A hint to the origin of the extended emission in LAT GRBs: the relation between LAT luminosity and prompt energetics
我们考虑0.1-10 GeV的静止框架光变曲线的10个伽玛暴发现的LAT和已知的红移。在所有情况下,在提示消失后,发射仍然存在。这种扩展的发射随时间衰减为幂律。不同爆发之间的衰减斜率相似,而归一化跨度超过20年。然而,当LAT光度被归一化为瞬发发射E_iso的1 keV-10 MeV能量时,所有光变曲线变得与具有相同归一化一致,即它们聚类。在每一个给定的时间LAT光度和提示能量之间的比例是狭窄的分布。我们认为,这一结果是预期的外部冲击的情况下,它加强了解释的GeV排放的辐射从外部冲击。在这种情况下,我们得到的分布的限制,Et_e(冲击能量的一部分,进入电子)和eta(产生提示的机制的效率)。
2013-08-25 astro-ph.HE
Luminosity function and jet structure of Gamma Ray Bursts
伽马射线暴(GRB)喷注的结构对其瞬发和余辉发射特性有很大影响。伽玛暴的射流可以是均匀的,在射流孔径内每单位立体角具有恒定的能量,或者它可以是结构化的,即具有取决于距射流轴线的角距离的能量和速度。我们试图通过研究伽玛暴的光度函数来了解伽玛暴的结构。我们发现,低亮度(1 e46 - 1 e48 erg/s)和高亮度(即L > 1 e50 erg/s)的伽玛暴都可以用一个独特的亮度函数来描述,这也符合目前中等亮度范围(1 e48 - 1 e50 erg/s)的下限。我们推导了均匀喷流模型和结构喷流模型中伽玛暴光度函数的解析表达式,并与实验数据进行了比较。均匀喷流可以再现整个光度函数与合理的自由参数值。结构射流也可以充分地拟合当前数据,只要射流内的能量是相对强的结构化的,即E propto θ ^{-k},其中k > 4。经典的E propto theta^{-2}结构射流模型被现有资料排除在外。
2014-09-03 astro-ph.HE
Modelling the luminosity function of long Gamma Ray Bursts using SWIFT and FERMI
我使用了\emph{Swift}和\emph{Fermi}共同的长伽马射线暴(GRB)样本来重新推导米德相关的参数。这使我能够自洽地估计所有红移未知的爆发的伪红移。这是第一次从这两台仪器中获得如此大的伽马射线暴样本,无论是单独使用还是结合使用,来模拟长伽马射线暴光度函数。伽玛射线暴的形成率被建模为宇宙恒星的形成率和伽玛射线暴的形成效率为一个给定的恒星质量的产品。一个指数截止的幂律光度函数与$ν= 0.6$和$ L_b = 5.4 \times10^{52} \, \rm{erg.s^{-1}},$的数据拟合得相当好,并且不需要宇宙学演化。在幂律破缺的情况下,需要包含由$L_{b}\sim0.3\times10^{52}\left(1+z\right)^{2.90} \, \rm{erg.s^{-1}},$给出的破缺的急剧演化,并且GRB形成效率(退化到GRB的聚束因子)随着红移而降低,如$\propto\left(1+z\right)^{-0.80}.$。导出的模型,然后作为模板来预测的CZTI探测到的伽玛暴的分布上的\emph{AstroSat},作为红移和光度的函数。这表明,通过对少量CZTI伽玛暴的快速定位和红移测量,\emph{AstroSat}将有助于改善典型和特殊伽玛暴的统计。
2017-09-26 astro-ph.HE
Constraining properties of GRB magnetar central engines using the observed plateau luminosity and duration correlation
在伽马射线暴(GRB; Dainotti et al. 2008)的X射线余辉中,亮度和平台持续时间之间存在内在的相关性,这表明了一个中心引擎的起源。磁星中央引擎模型预测了一个可观测的平台阶段,平台的持续时间和亮度由新形成的磁星的磁场和自旋周期决定。本文分析表明,磁星中心引擎模型可以在1个$σ$不确定度范围内解释高原光度与持续时间的相关性。在相关性中观察到的分散最有可能起源于新形成的磁星的初始自旋周期的扩展,并提供了~35 ms的最大自旋周期的估计(假设伽马射线暴样品的质量、效率和光束恒定)。此外,通过结合观测数据和模拟,我们表明,磁星的发射是最有可能窄束,并有$\lesssim$ 20%的效率转换的旋转能量从磁星到观察到的高原光度。用这种方法得到的光束角和效率与预测值和观测值完全一致。我们发现短暴和扩展辐射短暴具有相同的相关性,但在统计上与长暴的分布不一致,这与它们具有比长暴更宽的光束角是一致的。
2014-07-03 astro-ph.HE
Multi-wavelength radiation models for low-luminosity GRBs, and the implications for UHECRs
本文研究了低光度伽马射线暴(ll-GRB)的瞬发相,它是极高能(VHE)伽玛射线和超高能宇宙射线(UHECR)的潜在源。在内部冲击模型中,我们选择相对论性流出的参数,使我们的代表性事件观察到类似于GRB 980425,100316D和120714B的属性,并自洽地计算轻子同步加速器自康普顿方案中的全光谱和时间属性。为了研究条件下,逆康普顿辐射可能会导致一个峰值的GeV-TeV范围内,我们改变的部分内能供应的磁场。此外,我们确定的最大能量可实现的UHECR核和重子加载/典型的持续时间通过比较河外伽玛射线背景的约束。我们发现,II-GRB是多波长研究的潜在目标,并在达到成像大气切伦科夫望远镜(IACTs)和光学/紫外仪器。对于可比的亚MeV的排放和类似的动力学演化的流出,弱(强)磁场诱导高(低)通量的VHE制度和低(高)通量的光学。VHE发射可能被$γγ$-靠近发动机的吸收或与河外背景光的相互作用所抑制,从而产生红移$z > 0.1$。对于UHECR,如果磁能密度大(并且VHE分量相应地弱),则铁核(质子)的最大能量可以高达$\simeq 10^{11}$~GeV($10^{10}$~GeV)。这些高能量是可能的,通过解耦的生产地区的UHECR和伽马射线在我们的多区模型。最后,我们发现基本的一致性,所需的能量预算,以适应UHECR起源从II-GRB。
2022-03-25 astro-ph.HE
Luminosity function of GRBs
亮度函数(LF)统计应用于BATSE伽玛暴(源GUSBAD目录)是在这项工作中的主题。LF是一种强大的统计工具,可以从天体物理样本中提取有用的信息,这种统计分析的关键点是探测器的灵敏度,我们已经进行了仔细的分析。我们应用LF统计的工具,三个伽玛暴类的Fireshell模型预测。Fireshell和Fireball模型之间的主要区别之一是对伽玛射线暴瞬发的解释,前者认为它分为两个物理过程:1)产生P-GRB辐射的光学厚Freshell的透明性和2)相对论壳层的相互作用(由重子电子-正电子-光子组成)与环爆介质(CBM)碰撞,产生了所谓的扩展余辉峰(EAP)。然而,被引用最多的火球模型声称,瞬发辐射是由几个具有不同洛伦兹因子的相对论壳层(由电子-正电子-光子组成)之间的相互作用引起的,这一过程称为内部冲击。这种透明在开始时产生强烈的短发射,称为P-GRB。因此,对于Fireshell模型,瞬发辐射是P-GRB加EAP。我们用LF统计方法预测了Fireshell模型预测的三类伽玛暴的峰值通量、红移和峰值亮度的分布,并使用了三种伽玛暴速率。我们寻找分布之间的差异,事实上我们发现,我们对预测的分布和观测的分布(有和没有红移)进行了比较,我们必须建立一个包含220个已知红移的伽玛暴的列表。我们还估计了所有样本中Malmquist偏差的影响,并寻找各向同性光度和带峰光谱能量之间的相关性。
2013-09-13 astro-ph.HE
The redshift evolution of the luminosity function of type II GRBs
本研究利用Swift卫星探测的307个II型GRB样本,探究其光度函数的两种形式及三种演化情形,发现无演化模型可排除,且样本更支持拐折幂律光度函数,与长GRB的相关结论存在差异。
2025-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Event Rate and Luminosity Function of Fermi/GBM Gamma-Ray Bursts
本文利用115个Fermi/GBM伽马射线暴样本,通过非参数方法研究光度函数与事件率,发现亮暴事件率符合恒星形成率,提示其可能源于大质量恒星核心坍缩。
2025-07-22 astro-ph.HE
A Comprehensive Analysis of Fermi Gamma-ray Burst Data: II. $E_{\rm p}$-Evolution Patterns and Implications for the Observed Spectrum-Luminosity Relations
本文对用{ \em Femri}/GBM观测到的51个长亮暴和11个短亮暴的时间分辨谱进行了分析,特别注意同一暴内$E_{\rm p}$的演化。在8个单脉冲长伽玛暴中,有5个表现为硬-软演化,3个表现为强度跟踪。多脉冲长伽玛暴具有更复杂的模式。在第一个脉冲的时间分辨谱中,几乎一半(15/32)的伽玛暴显示出明显的硬-软演化,另一半(17/32)的伽玛暴显示出明显的强度跟踪。后来的脉冲通常显示跟踪行为,虽然一个硬到软的演变模式被确定在第二脉冲的2个伽玛暴的脉冲是分开的。从统计上看,硬到软的演化脉冲往往比强度跟踪脉冲更不对称,上升翼比下降翼更陡。短伽玛暴只有$E_{\rm p}$跟踪强度,时间分辨率为16 ms。我们进行了模拟分析,并建议,至少对于某些突发,后期强度跟踪脉冲可能是重叠的硬到软脉冲的结果。然而,在多脉冲长伽玛暴和某些单脉冲伽玛暴的第一个脉冲中存在强度跟踪图象的事实表明,强度跟踪是一个独立的分量,它也可能在某些晚脉冲中起作用。对于具有测量红移的伽玛暴,我们提出了时间分辨的$E_{\rm p}-L_{γ, \rm iso}$相关分析,并表明相关性的分散性与全球Amati/Yonetoku关系的分散性相当。我们讨论了各种辐射模型的预测有关$E_{\rm p}$的演变,以及在伽玛暴的进动喷流的可能性。这些数据似乎对所有这些模型都提出了巨大的挑战,并且是揭示伽玛暴瞬发物理的关键。
2012-07-13 astro-ph.HE
The Optical Luminosity-Time Correlation for More Than 100 Gamma-Ray Burst Afterglows
伽马射线暴(GRB)由于其全色性而成为一种迷人的现象。它们的余辉发射可以从亚TeV能量到无线电波长观测到。我们研究了呈现光学平台的伽玛暴,利用与许多伽玛暴光变曲线(LC)中显示的X射线平台的相似性。我们全面分析了所有已发表的GRB,主要由Neil Gehrels Swift天文台(Swift)观测到的已知红移和光学平台。我们拟合了267个光学LC,并在102个病例中显示了平台的存在,这是迄今为止光学平台的最大汇编。对56个具有光学平台和X射线平台的雨燕暴,比较了两个波长(T*_opt,T*_X)的静止帧结束时间,得出了在T*_opt和T*_X之间的平台是消色差的结论。我们还证实了T*_opt和平台发射结束时的光学光度之间存在二维关系,这类似于X射线中相同的光度-时间相关性(Dainotti et al. 2013)。这种光学相关性的存在已被证明是迄今为止文献中最大的光学平台样本。在这个光学相关的平方散射是最小的黄金伽玛暴的子集与减少的散射相当于52.4%相比,整个伽玛暴样品的散射。
2020-11-30 astro-ph.HE
Multi-wavelength analysis of the SN-associated low-luminosity GRB 171205A
通过多波段分析低光度伽马射线暴 GRB 171205A,约束其物理起源,发现离轴辐射由茧层主导,并构建了峰值光度与谱延迟的关系。
2023-12-21 astro-ph.HE
A new luminosity relation for gamma-ray bursts and its implication
伽马射线暴(GRB)是迄今为止观测到的最明亮的天体物理事件。它们通常根据其持续时间$T_{90}$分为长和短。由于伽玛射线暴的高红移所带来的优势,许多人努力将其应用于宇宙学。这其中的关键是找到伽玛暴的一些可测量性质与伽玛暴的能量或亮度之间的相关性。这些相关性通常被称为光度关系,有助于理解伽玛暴本身。在本文中,我们探讨了这种相关性的X射线辐射的伽玛暴。由\emph{Swift}观测到的伽玛暴的X射线辐射在瞬发相中具有指数函数形式,在时间$T_p$弛豫为幂律衰减。我们假设$\log L_{X, p}$($L_{X, p}$是$T_p$的X射线光度)和$\log [T_p/(1+z)]$之间存在线性关系,但数据中存在一些弯曲的证据,$L_{X, p}$和$T_p/(1+z)$之间的真实关系可能是一个破幂律。在我们的分析中使用的有限的GRB样本仍然不足以让我们得出结论,是否突破是真实的或只是一个错觉造成的离群值。我们在分析中考虑了这两种情况,并讨论了光度关系的含义,特别是对伽玛暴的持续时间和分类。
2010-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Toward tight gamma-ray burst luminosity relations
伽马射线暴(GRB)的光度关系的大散射一直是阻碍GRB在宇宙学中广泛应用的重要原因之一。人们已经做了许多努力来寻求紧密的光度关系。利用最新的116个具有实测红移和光谱参数的伽玛暴样本,我们研究了伽玛暴的6个二维关联和14个三维关联,以探索减少伽玛暴光度关系中内禀散射的可能性。我们发现$E_{\mathrm{peak}}$ - $τ_{\mathrm{RT}}$ -$L$的3D相关性明显比其对应的2D相关性更紧密(在$2 σ$置信水平),即,$E_{\mathrm{peak}}$ -$L$和$τ_{\mathrm{RT}}$ - $L$相关性。另外,在$E_{\mathrm{peak}}$-$τ_{\mathrm{RT}}$-$L$相关中,在$E_{\mathrm{peak}}$和$τ_{\mathrm{RT}}$的倒数之前的系数几乎彼此完全相反。将这种情况作为先验输入,将关系简化为$L \propto (E_{\mathrm{peak}}^{'} / τ_{\mathrm{RT}}^{'})^{0.842 \pm 0.064}$,其中$E_{\mathrm{peak}}^{'}$和$τ_{\mathrm{RT}}^{'}$表示GRB静止帧中的峰值能量和最小上升时间。我们将讨论如何在光度(以时间为单位释放的能量)定义的框架内解释/理解我们的发现。我们对伽玛暴光度关系与光度定义之间联系…
2012-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
New results on the gamma-ray burst variability-luminosity relation
利用约两百个长GRB样本检验变率-光度关联,发现其显著性减弱,并识别出高变率、低光度与短MVT组合可作为并合起源的指标。
2024-09-04 astro-ph.HE
Evolution of jets driven by relativistic radiation hydrodynamics as Long and Low Luminosity GRBs
我们提出了三维数值模拟的喷流建模与相对论辐射流体动力学(RRH),演变跨越两个环境:i)分层的周围介质和ii)16 TI祖模型。我们认为不透明度与流体和辐射之间的各种相互作用过程一致,特别是自由-自由、束缚-自由、束缚-束缚和电子散射。我们探讨了各种初始条件,不同的辐射能量密度的光束在流体力学和辐射压力为主的情况下,只考虑超相对论射流。为了研究辐射场对射流演化的影响,我们将我们的结果与纯流体动力学射流进行了比较。通过比较RRH驱动的射流,发现辐射压力主导的射流传播速度略快于气压主导的射流。最后,我们构建了与所有这些情况相关的亮度光变曲线(LC)。LC的建设使用的辐射场的通量,这是完全耦合到流体动力学方程的演变过程中。在分层介质中传播的喷流的主要特征是,LCs与典型长伽马射线暴的伽玛射线光度$10^{50}-10^{54}$ erg/s在同一数量级,辐射温度与气体温度相差近一个数量级。从祖先星模型中爆发的喷流的性质是,LC的数量级为低光度GRB $10^{46}-10^{49}$ erg/s,在这种情况下,气体和辐射温度之间的差异是4个数量级,这是一个远离热平衡的情况。
2018-07-23 astro-ph.HE
Multiwavelength analysis of three SNe associated with GRBs observed by GROND
自近20年前发现GRB和SNe之间的第一个联系以来,迄今为止已经发现了数十个类似SN的再亮,并且已经通过光谱证实了大约7个固体协会。使用GROND光学/近红外数据和快速X射线/紫外数据,我们估计的内在消光,光度和演化的三个SN的GRB余辉光变曲线在z~0.5。SNe 2008 hw、2009 nz和2010 ma的光学(r波段)光度分别是SN 1998 bw的0.80、1.15和1.78倍。SN 2009 nz的演化与SN 1998 bw相似,而SN e 2008 hw和2010 ma的峰值时间较早。准测辐射热光变曲线校正的近红外波段的贡献,使用文献中的数据和黑体拟合。SN 2010 ma的亮度很高(1.4x10^43 erg/s),而SNe 2008 hw和2009 nz的峰值亮度更接近SN 1998 bw。SN爆炸的物理参数,如合成镍质量,喷出物质量和动能,估计使用阿内特的分析方法,这导致在镍质量约0.4-0.5 Msun。通过一个非常全面的数据集,我们发现SNe 2008 hw,2009 nz和2010 ma的光度和镍质量类似于其他已知的GRB相关SNe。这一发现加强了以前的说法,即GRB-SNe比没有GRB伴随的Ic型SNe更亮。
2015-02-02 astro-ph.HE
Evolutions of stellar-mass black hole hyperaccretion systems in the center of gamma-ray bursts
恒星质量黑洞(BH)周围的中微子占主导地位的吸积盘可以通过湮灭从盘发射的中微子来驱动伽马射线暴(GRB)。对于BH超吸积系统,高吸积率会引发BH特性的剧烈演化,进而导致中微子湮灭光度的演化。本文考虑了吸积系统的演化,分析了不同平均吸积率和初始BH参数下的平均含时中微子湮灭光度。通过对光度的时间积分,在合理的初始盘质量下,中微子湮灭总能量可以满足大部分短持续暴和大约一半长持续暴的要求。此外,极端Kerr BH应该存在于某些高光度伽玛暴的中央引擎中。高能量的伽玛暴需要中心的交替磁流体动力学过程,如吸积系统的Blandford-Znajek喷流或毫秒磁星。
2015-12-25 astro-ph.HE
GRB 120422A: A Low-luminosity Gamma-ray Burst Driven by Central Engine
GRB 120422 A是一个低光度的伽马射线暴(GRB),与一颗明亮的超新星有关,它的特点是T_(90)~ 5 s相对较短,并且有一个高能的X射线尾。我们分析了Swift BAT和XRT数据,并讨论了物理意义。我们表明,早期的急剧下降的X射线光变曲线可以解释为弯曲的尾巴,一个晚发射情节约58-86秒,弯曲的瞬时光谱在发射情节结束。结合前20 s的主要活动和40 ~ 60 s的弱辐射,瞬发辐射是可变的,它指向一个中心的引擎起源,而不是用来解释附近一些低光度超新星GRB的激波爆发起源。曲率效应的解释和将早期浅层衰减解释为风介质中的滑行外部前向激波发射都限制了体洛伦兹因子Γ在几个左右。比较GRB 120422 A和其他超新星GRB的性质,我们发现区分发动机驱动GRB和冲击爆发GRB的主要标准是时间平均亮度,分离线约为~ 10^48 erg s^-1。
2012-07-17 astro-ph.HE
Luminosity function of Type II GRBs:differences from long GRBs
本研究基于146个II型伽马射线暴样本,比较BPL与TPL光度函数模型,发现II型暴光度函数更支持BPL,且需强红移演化解释观测。
2025-05-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Optical Luminosity Function of Gamma-ray Bursts deduced from ROTSE-III Observations
利用ROTSE-Ⅲ(Robotic Optical Transient Search Experiment III)观测到的58个伽玛暴,计算了伽马射线暴的光学光度函数(LF)。我们的伽玛暴样本分为两个子样本:检测余辉(18伽玛暴),和上限(40伽玛暴)。推导出这两个子样本爆发开始后100 s的$R$带通量。假设同动伽玛暴速率跟踪恒星形成速率,拟合了100 s处的光学LF。在利用蒙特卡罗模拟拟合光学LF的过程中考虑了ROTSE-III的探测功能。我们发现,在100秒的光发射的累积分布是很好的描述指数上升和幂律衰减(ERPLD),破幂律(BPL),和Schechter LF。另一方面,一个单一的幂律(SPL)LF被排除在高置信度之外。
2014-09-15 astro-ph.HE
Revisiting the Amati and Yonetoku Correlations with Swift GRBs
我们使用一个\textit{Swift}伽马射线暴(GRB)的样本来分析Amati和Yonetoku相关。第一个关系是在$E_{p,i}$,即即时伽玛射线暴发射的本征峰值能量和$E_{iso}$,即等效各向同性能量之间。第二种关系是$E_{p,i}$和$L_{iso}$之间的关系,即各向同性峰值光度。我们选取了71个有测量红移的\textit{Swift}伽玛暴样品,其观测到的$E^{obs}_p$在能量15-150 keV范围内,相对不确定度小于70%。我们试图找到长持续时间伽玛暴(LGRB)与峰值光子通量$P_{ph}\geq 2.6~ \mathrm{ph/cm^{2}/s}$的相关关系。计算的能通量\textit{P}、能量$E_{iso}$和峰值各向同性发光度$L_{iso}$的值上的不均匀性(误差条)使用蒙特卡罗方法来估计。我们发现27个\textit{Swift} LGRB满足我们所有的限制。我们对71个伽玛暴样品和所选子样品(27个伽玛暴)的分析结果与已发表的结果符合得很好。所有爆发的两个关系的曲线图显示出在71个LGRB的样本中在最佳直线周围有很大的分散,但在27个GRB的子样本中没有那么多。
2016-11-17 astro-ph.HE
Detecting Radio Afterglows of Gamma-Ray Bursts with FAST
利用伽马射线暴(GRB)余辉的一般流体动力学模型,计算了FAST能窗不同观测波段的低光度、高光度、失效和标准GRB的射电余辉光变曲线。假设伽玛暴位于离我们不同的距离。我们的研究结果排名伽玛暴的可探测性从高亮度,标准,失败和低亮度伽玛暴的降序。我们预言,只要时间和频率范围合适,大射电望远镜几乎可以观测到除低光度伽玛暴以外的所有类型的射电余辉。值得注意的是,FAST可以在2.5 GHz的更高频率上探测到相对较弱的射电余辉,其红移高达z=15甚至更高。低光度伽玛暴的射电余辉只有在FAST二期工程完成后才能探测到。FAST有望在不久的将来大大扩大伽玛射线暴射电余辉的样本。
2014-06-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Diffuse PeV neutrinos from gamma-ray bursts
IceCube合作最近报告了在1-10 PeV能量范围内可能探测到两个级联中微子事件。我们研究的可能性,这些PeV中微子产生的伽马射线暴(GRBs),特别注意的贡献,逃避检测,由于其低光子通量的未触发的GRBs。基于伽玛暴的光度函数、速率分布和光谱特性,利用蒙特卡罗模拟,我们生成了一个能同时再现Fermi/GBM伽玛暴观测到的注量分布的伽玛暴样品和一个伴随的未触发伽玛暴样品。在标准的内激波假设下,计算了单个伽玛暴的中微子通量,从而得到了整个样品的累积通量。我们发现未触发的伽玛暴产生的PeV能量的中微子流比触发的伽玛暴产生的中微子流高2倍左右。考虑到冰立方对触发伽玛暴中微子通量的现有限制,我们发现触发和未触发伽玛暴的总通量最多可以达到~10^-9 GeV cm^-2 s^-1 sr^-1的水平,这不足以解释报道的两个PeV中微子。讨论了低光度伽玛暴对中微子扩散的可能贡献以及伽玛暴的最早期分布。
2013-01-30 astro-ph.HE
Peak energy--Isotropic Luminosity Correlation and Jet Opening Angle Evolution in Swift-BAT Short GRBs with Soft Tail Emission
通过分析九个具有软尾辐射的Swift-BAT短伽马射线暴,发现硬尖峰与软尾遵循相同的E_peak–L_iso相关性,表明二者辐射机制相同,并提出强红移依赖的喷流张角模型解释光度演化趋势。
2024-03-15 astro-ph.HE
Origin Of The Far Off-Axis GRB171205A
我们发现,低光度GRB 171205 A及其余辉的观测特性,就像大多数其他与超新星(SN)相关的低光度(LL)伽马射线暴(GRB)一样,表明它是一个普通的SN-伽玛射线暴,它是由超新星爆炸中喷射出的高度相对论性窄准直喷流对荣耀光进行逆康普顿散射产生的,并从远离轴角度观察。因此,VLA/VLBI后续射电观测其明亮的射电余辉从其母超新星的超光速位移,将能够清楚地测试它是否是一个普通的SN-GRB,或者它属于不同于普通GRB的独特类别,并且不能用GRB的标准火球模型解释为普通GRB
2018-01-23 astro-ph.HE
The afterglow of a relativistic shock breakout and low-luminosity GRBs
低光度伽马射线暴(llGRB)的瞬发表明,这些事件起源于相对论冲击爆发。在这种情况下,我们可以估计,根据即时发射的属性,喷出物的能量分布。我们开发了一个一般的形式主义,以估计产生的余辉同步辐射的前向冲击产生的相互作用,这个喷出物与环爆物质。我们评估这种排放是否可以产生所观察到的无线电和X射线余辉的可用样品的4 llGRB。所有4个射电余辉都可以在这个模型中得到解释,进一步支持了11GRB的起源是激波爆发。我们发现,在其中一个11GRB(GRB 031203)的预测的X射线发射,使用相同的参数,适合无线电,可以解释观察到的。在另一个(GRB 980425)中,如果我们允许对最简单的模型进行轻微的修改,就可以解释观察到的X射线。对于最后两种情况(GRBs 060218和100316D),我们发现,与以前试图模拟这些余辉的情况一样,适合无线电发射的最简单模型低估了观测到的X射线余辉。使用一般的参数,我们表明,最自然的位置的X射线源是,像无线电源,在喷出物外部介质相互作用层,但发射是由于不同的人口的电子或不同的发射过程。
2015-01-16 astro-ph.HE
The pulse luminosity function of Swift gamma-ray bursts
利用Willingale等人的伽玛暴脉冲物理模型,对118个已知红移的伽马射线暴(GRB)的完整的雨燕暴警戒望远镜和X射线望远镜光变曲线进行了拟合,得到了总共607个脉冲。我们计算的脉冲光度函数,利用三个GRB形成率模型:一个祖先,跟踪宇宙恒星形成率密度(CSFRD)与一个单一的人口的GRB,再加上各种进化参数,或双峰人口的高和低光度GRB,和直接拟合的GRB形成率不包括任何先验假设。我们发现,一个单一的人口的伽玛射线暴脉冲与不断发展的光度函数是优于所有其他单变量不断发展的伽玛射线暴模型,或双峰光度函数在再现所观察到的伽玛射线暴脉冲的L-Z分布和亮度的演变的幅度是一致的研究,只利用最亮的伽玛射线暴脉冲。我们确定,伽玛暴的形成率密度演化组件的外观是一个工件的CSFRD在高红移参数化差,而不是指示早期时代伽玛暴的形成率的演变。我们的结论是,一个伽玛射线暴光变曲线的单一最亮的区域没有特殊的属性,通过将脉冲数据从伽玛射线暴的整体发射,我们提高了伽玛射线暴人口统计的一个因素5,排除了一些模型用于解释不足的伽玛射线暴形成率建模,并更严格地限制一些观测参数的伽玛射线暴行为。
2016-11-27 astro-ph.HE
Examining Two-Dimensional Luminosity-time Correlations for Gamma Ray Burst Radio Afterglows with VLA and ALMA
伽马射线暴(GRB)的余辉辐射可以从亚TeV到射电波段观测到,但只有6.6%的观测GRB存在射电余辉。我们检查伽玛射线暴的射电光变曲线(LC)寻找存在的无线电高原,类似于在X射线和光学观察到的高原。我们分析了404伽玛暴从文献中观察到的射电余辉和拟合82伽玛暴至少5个数据点与破幂律(BPL)模型,需要4个参数。从这些,我们发现18伽玛暴,目前的一个突破功能类似高原。我们进行的第一个多波长的研究Dainotti之间的光度$L_a$和休息帧的时间的休息$T_a^*$的18个伽玛暴的相关性,得出的结论是,相关性的存在,并类似于相应的相关性在X射线和光学波长的演化效应校正后。我们将射电样本的$T_a^*$与X射线和光学数据中的$T_a^*$值进行了比较(Dainotti等人,2013,2020 b),发现射电中的断裂时间明显较晚。我们建议,这晚休息时间和兼容性的斜率表明,无论是一个长期的高原或通过的频谱中断的无线电频段。我们还校正了各向同性能量$E_{\rm iso}$的分布与休息帧突发持续时间$T^*_{90}$的进化效应,并得出结论,有一个休息和那些没有无线电LC的$T^*_{90}$分布之间没有显着差异。
2021-11-19 astro-ph.HE
The Observed Luminosity Correlations of Gamma-Ray Bursts and Their Applications
本文综述了伽马射线暴的观测光度相关性,探讨其理论解释及在宇宙学中作为探针的应用,并重点解决低红移样本稀缺导致的循环性问题,以校准伽马射线暴并约束宇宙学参数。
2025-01-27 astro-ph.HE
The peculiar physics of GRB 170817A and their implications for short GRBs
与LIGO双星中子星合并事件GW170817相关的GRB170817A的意外发现对目前对短伽马射线暴(GRBs)发射物理的理解提出了挑战。事件的低光度,但类似的峰值能量相比,标准的短伽玛射线暴是很难解释与目前的模型,挑战我们的理解伽玛射线暴的排放过程。发射模型调用同步辐射从电子加速冲击和光球发射是特别具有挑战性的解释,这爆发。
2017-10-22 astro-ph.HE
Determining the luminosity function of Swift long gamma-ray bursts with pseudo-redshifts
伽马射线暴(GRB)的光度函数(LF)的确定对于GRB的宇宙学应用具有重要意义,但红移测量中的选择效应严重阻碍了这一研究。为了避免这些选择效应,我们建议根据经验L-E_p关系计算Swift伽玛暴的赝红移。在这里,这样的$L-E_p$关系是通过调和红移已知的伽玛暴的伪红移和实红移的分布来确定的。本文对Butler的GRB星表中的E_p值进行了贝叶斯估计,而不是观测值。利用具有较大伪红移的伽玛暴样本,我们用破幂律LF拟合了伽玛暴的红移分辨光度分布。拟合结果表明,LF可以通过红移依赖的破裂光度随红移而演化,例如,L_b=1.2 \times 10^{51}(1+z)^2 \rm erg s^{-1}。低光度和高光度指数分别被限制为0.8和2.0。发现伽玛暴事件率与恒星形成率之间的比例系数随红移的增加而相应减小。
2013-10-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Radio Afterglows and Host Galaxies of Gamma-Ray Bursts
考虑到伽马射线暴(GRB)宿主星系的辐射对射电余辉的贡献,我们从统计上研究了宿主星系对观测的影响。对于低光度、标准和高光度伽玛暴这三类事件,发现宿主星系射电通量(RRF)占射电峰值总辐射的比值与观测频率之间存在着密切的相关性。特别是,朝向较低的频率,从主机的贡献显着增加。这种相关性可以用来估计那些只有非常有限的射电余辉数据的宿主星系的射电亮度。利用这一预测,我们重新考虑了高光度、低光度、标准和失败伽玛暴4类事件的理论射电余辉光变曲线,考虑了宿主星系的贡献,旨在探索500米口径球面射电望远镜(FAST)对这些事件的探测能力。位于典型的红移$z=1$处,大多数事件可以被FAST容易地检测到。对于不太激烈的低光度伽玛暴,它们的射电余辉不足以超过FAST在这样的距离上的灵敏度极限。然而,由于大量的低光度爆发实际上发生在离我们很近的地方,预计FAST仍然能够探测到其中的许多。
2015-05-02 astro-ph.HE
The Cosmic Rate, Luminosity Function and Intrinsic Correlations of Long GRBs
我们计算了2007年4月至2009年8月BAT仪器探测到的207个雨燕爆发的持续时间和光谱参数,其中包括67个测量红移的事件。这是对我们从GRB 041220开始的425个雨燕伽玛暴(147个有红移)目录的第一次补充。这一完整而广泛的数据集,用统一的方法进行分析,使我们能够进行准确的普查的内在伽玛射线暴的能量,硬度,持续时间和红移。GRB的世界模型,我们得到再现以及从雨燕和前雨燕卫星的观测。与宇宙恒星形成率相比,我们估计只有大约0.1%的大质量恒星爆炸为明亮的伽玛暴。有强有力的证据表明,在中z和高z的雨燕人口的演变,我们可以排除(在5西格玛水平),这是由于伽玛暴的光度函数的演变。相反,斯威夫特样本表明存在适度的低金属丰度倾向,速率密度随着红移而增加就证明了这一点。严格处理多变量数据和选择效应,我们发现E_iso和E_pk(可能还有持续时间)之间存在真实的内在相关性;然而,相关性{ \it不是}一个狭窄的对数-对数关系,其观察到的外观强烈依赖于检测器。我们还估计了高z率(3- 9%的伽玛暴在z超过5),并讨论了大量缺失的低E_pk XRF人口的程度,以及一个潜在的大量缺失的短期伽玛暴人口将探测EXIST。
2010-01-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Neutrino and Cosmic-Ray Release from Gamma-Ray Bursts: Time-Dependent Simulations
我们重新审视了中微子和超高能宇宙线(UHECR)的生产从伽马射线暴(GRB)与时间相关的质子诱导级联的模拟。这种方法可以产生自洽的光子、中微子和逃逸中子谱。为了得到综合的背景光谱,我们考虑了爆发亮度和脉冲持续时间的时间尺度的分布。一个基准的情况下,与标准的伽玛射线暴光度函数,一个散装洛伦兹因子$Γ=300$和质子伽玛射线光度分数$f_{\rm p}=10$,是一致的中微子上限和观测到的UHECR强度在$\sim 10^{20}$ eV,而需要不同类型的UHECR源在脚踝。对于基准情况下,伽玛暴在亮度函数的亮端,贡献了大部分的中微子,其光子光谱基本上被二次光子扭曲。这样明亮的伽玛暴数量很少,减少它们的$f_p$可以消除畸变,同时减少中微子的产生。即使我们忽略最亮的伽玛暴的贡献,GZK能量的UHECR产生率几乎没有变化。这些名义GRB模型,特别是与$L_{\rm iso} \lesssim 10^{53} ~\mbox{erg} ~\mbox{s}^{-1}$,似乎满足目前的限制,只要是候选UHECR源以上的脚踝能量。
2014-02-25 astro-ph.HE
Are all short-hard gamma-ray bursts produced from mergers of compact stellar objects?
短硬伽马射线暴的起源和前身仍然是一个谜和一个高度争论的话题。最近的雨燕观测表明,这些伽玛暴可能与退化致密星的灾难性爆炸有关,称为“I型”伽玛暴。最流行的模型包括两个紧凑恒星物体(NS-NS或NS-BH)的合并。我们利用Monte Carlo方法来确定合并祖模型是否可以自洽地解释所有短硬GRB的观测,包括在斯威夫特时代的红移测量的样本(z-已知的样本)和CGRO/BATSE样本。我们应用各种合并的时间延迟分布调用紧凑的恒星合并模型,以获得这些I型伽玛暴的红移分布,然后约束未知的亮度函数的I型伽玛暴使用所观察到的亮度红移(L-Z)分布的z-已知的样本。最佳的光度函数模型,以及所采用的合并延迟模型,然后被应用到面对的峰值流量分布(log N - log P分布)的BATSE和雨燕样本。我们发现,对于所有的合并模型调用一系列的合并延迟时间尺度(包括那些调用大部分的“即时合并”),这是很难调和的模型与所有的数据。相反,数据在统计上与以下两种可能的情况一致。首先,短/硬伽玛暴是致密星合并起源(I型)伽玛暴和追踪恒星形成历史的伽玛暴的叠加,这可能与大质量恒星的死亡有关(II型伽玛暴)。第二,整个短/硬伽玛暴人口是一致的一个典型的延迟2 Gyr相对于恒星形成的历史与适度的分散。这可能指向一个不同于传统紧凑型恒星合并模型的I型祖先。
2010-11-20 astro-ph.HE
A Comparative Study of Luminosity Functions and Event Rate Densities of Long GRBs with Non-parametric Method
本文重新研究了不同伽马射线暴样本的光度函数和事件率对样本选择和阈值效应的依赖性。为了与以往的研究进行比较,我们选取了88个和118个红移和峰值通量大于2.6 ph cm $^{-2}$ s $^{-1}$的长爆发样本,从中挑选出79个长爆发构成我们的完整样本。发现亮度随红移的演化可以用$L\propto(1+z)^k$表示,但不同的$k$依赖于样品的选择。有趣的是,无论是非演化光度或红移的累积分布被发现也是由样品的选择,而不是仪器的灵敏度。然而,我们的样品的非演化光度类似地分布,具有相当的破裂光度$L_0\sim10^{51}$ erg s $^{-1}$。重要的是,我们用K-S检验验证了两个爆发样本的事件率随红移的三种情况下,除了由于在低红移的$z<1$的采样差异而导致的小的差异之外,类似地演化,其中所有的事件率都显示出过度的高斯轮廓,而不是单调下降,无论样本是否完整。最重要的是,我们发现,爆发率违反恒星形成率在低红移,而他们都是好的,在高红移地区,彼此一致,许多作者以前发现的。因此,我们预测,两种类型的长爆发的青睐,在他们的协会与恒星形成和宇宙金属丰度。
2022-04-09 astro-ph.HE
On the common origin of cosmic rays across the ankle and diffuse neutrinos at the highest energies from low-luminosity Gamma-Ray Bursts
我们证明了低亮度伽马射线暴(LL-GRB)喷流核级联中产生的超高能电子回旋共振(UHECR)可以描述UHECR的谱和成分,同时也可以描述最高能量处的扩散中微子通量。源中的辐射密度同时控制着中微子的产生和核级联的发展,导致核子和轻核的通量,甚至描述了$5 \times 10^{18}$ eV的宇宙线踝。导出的源参数是一致的人口研究,表明重子加载因子约为10。我们的研究结果激发了LL-GRB作为一个独特的GRB人口的持续实验搜索。
2019-01-16 astro-ph.HE
Spectral Lags and the Lag-Luminosity Relation: An Investigation with Swift BAT Gamma-ray Bursts
光谱滞后,即高能光子和低能光子到达的时间差,是伽马射线暴(GRB)的一个共同特征。Norris等人在2000年报告了基于有限样本的伽玛暴光谱滞后和各向同性峰值亮度之间的相关性。最近,一些作者使用各种仪器的任意能带进一步支持了这种相关性。在本文中,我们报告了一个系统的提取光谱滞后的基础上最大的雨燕样本的31个测量红移的伽玛暴。我们提取了标准斯威夫特硬X射线能带的所有组合的光谱滞后:15-25 keV,25-50 keV,50-100 keV和100-200 keV,并绘制了时间膨胀校正滞后作为各向同性峰值亮度的函数。各种通道组合的相关系数的平均值为-0.68,机会概率为~ 0.7 x 10^{-3}。此外,幂律指数的平均值为1.4 +/- 0.3。因此,我们的研究提供了一个滞后光度相关性的存在,虽然与大的散射的支持。
2010-01-21 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
Gamma-ray Burst Luminosity Relations: Two-dimensional versus Three-dimensional Correlations
伽马射线暴(GRB)的光度关系的大散射一直是阻碍GRB在宇宙学中广泛应用的重要原因之一。在本文中,我们扩展了二维(2D)的亮度关系与$τ_{\mathrm{lag}}$,$V$,$E_{\mathrm{peak}}$,和$τ_{\mathrm{RT}}$作为亮度指标,使用相同的亮度指标集,以探索减少的内在散射的可能性的三维(3D)。我们发现,对于亮度与能量标度($E_{\mathrm{peak}}$)和时间标度($τ_{\mathrm{lag}}$或$τ_{\mathrm{RT}}$)之间的三维亮度关系,它们的内禀散射比相应的二维亮度关系小得多.在此基础上,结合亮度(以时间为单位释放的能量)的定义,讨论了其产生的原因,为进一步研究伽玛暴的亮度关系提供了有益的建议。
2009-10-08 astro-ph.CO astro-ph.HE