Probing the axial symmetry of gamma-ray burst jets using afterglow polarimetry
本文采用椭圆形喷流头模型分析非轴对称结构对GRB余辉偏振演化的影响，揭示偏振峰数、消光及位置角旋转特征，并用于解释多个GRB事件。
2025-09-09 astro-ph.HE
Geometric masking in AGN jets and its implications for unification and blazar physics
IPARCOS and Department of EMFTEL, Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学IPARCOS和电磁场与传输线系）
几何遮蔽情景解释了耀变人序列中高通量状态的软成分主导，以及低通量状态的几何透明性，挑战了传统统一模型对喷流加速的理解。
2026-07-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
A statistical method to detect non-stationarities of gamma-ray burst jets
提出了一种探测伽马射线暴喷流可能的非平稳性的方法。假设在提示伽玛光变曲线的主要来源是射流的非平稳性，我们表明，应该有一个连接之间的可变性措施和射流的特征角来自射流的余辉的休息时间。我们进行了长伽马射线暴观测的蒙特卡罗模拟，假设三个径向光度密度分布的射流和随机化的所有突发参数，并通过模拟射流进行布朗运动与线性回复力创建样本的伽玛光变曲线。我们能够证明，在均匀和幂律射流剖面的情况下，可变性和特征角之间的连接是反相关的，并且在高斯剖面的情况下是相关的。我们已经发现，低至$50$ $(144)$伽马射线暴观测与喷流角测量可以是足够的$3σ (5σ) $检测的连接。检测所需的观测数量取决于底层的射流束轮廓，对于我们测试的四个特定轮廓模型，范围从50（144）到237（659）。
2019-12-04 astro-ph.HE
Gamma-ray emission from Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies and implications on the jets unification
费米/LAT最近从窄线塞弗特1星系（NLS 1 s）中发现了高能（E>100 MeV）伽马射线，这证明了继耀变体和射电星系之后，存在第三类发射伽马射线的活动星系核（AGN）。现在可以用相对论性喷流来研究一个相当未知的活动星系核的低质量（10^6-8兆太阳）和高吸积率（达到爱丁顿极限）的范围。与银河系致密天体的喷流发射的比较显示了一些惊人的相似之处，表明NLS 1是耀变体的低质量对应物，因为中子星是恒星质量黑洞的低质量喷流系统模拟物。
2012-09-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Episodic Jets as the Central Engine of Gamma-Ray Bursts
大多数伽马射线暴（GRB）具有不稳定的光变曲线，这就要求GRB的中心引擎发射一个偶发的外流。最近的费米观测表明，一些伽玛暴缺乏重子火球模型预测的热光球成分，这表明伽玛暴的磁起源。鉴于在其他天体物理黑洞系统中观测到了强的幕式喷流和连续喷流，本文提出了伽玛暴中心引擎的一个本征幕式磁主导喷流模型。积累和喷发的自由磁能的差异旋转，湍流吸积流的超吸积黑洞周围的日冕导致喷射的情节，磁为主的等离子体斑点。这些团块被磁加速，在大半径处相互碰撞，触发快速的磁重联和湍流，有效的粒子加速和辐射，并为观测到的伽马射线暴的偶发性瞬发伽马射线发射提供动力。
2012-07-26 astro-ph.HE
Constraints on the bulk Lorentz factor of Gamma-Ray Burst jets from Fermi/LAT upper limits
伽马射线暴（GRB）喷流涉及超相对论运动，这在很大程度上得到了承认。然而，洛伦兹因子γ_0的值仍然不清楚，对于大多数爆发只知道下限。本文提出了一种新的求γ_0上限的方法。早期高能同步辐射余辉通量强烈依赖于γ_0。因此，GeV发射的上限提供了Gamma_0的上限。应用这种方法对190个Fermi-LAT没有探测到的Fermi伽玛暴进行了计算，我们对高能余辉通量设置了上限，并依次对γ_0设置了上限。对于典型红移z=2的爆发，我们发现均匀密度介质的值约为200（或更高），风状介质的值在100-400之间。这些上限与使用其他方法推断的下限和直接估计一致（并且非常接近），这表明伽玛射线暴喷流的典型洛伦兹因子大约为几百。
2016-10-25 astro-ph.HE
Neutron conversion-diffusion: a new model for structured short gamma-ray burst jets compatible with GRB 170817
我们提出了一个通用的理论模型的结构的相对论性喷流传播通过喷出物的一个二元中子星合并事件，引入中子转换扩散的影响，这提供了一个重子通量横向传播从喷出物朝向射流轴。这自然导致了具有近似各向同性能量分布$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
Polarization in early optical afterglows of gamma-ray bursts driven by precessing jets
喷流岁差广泛涉及从星系到X射线双星和伽马射线暴（GRB）的天体物理现象。极化是研究伽玛暴喷流中磁场的一种独特方法。伽玛暴相对论喷流的进动将改变喷流可观测发射区域内的几何形状，这可能会影响余辉的偏振。在本文中，我们考虑喷注进动，研究了伽玛暴早期光学余辉在有序和随机磁场几何结构下的偏振演化和相应的光变曲线。我们发现，在长寿命发动机的喷流进动可以显着降低极化度（PD）的磁场结构无关。当视线与进动轴对齐时，发现最强的PD衰减。我们的研究结果表明，喷流进动可以提供新的洞察力的低PD测量的早期光学余辉的伽玛暴。
2022-05-30 astro-ph.HE
Three-dimensional simulations of long duration gamma-ray burst jets: time scales from variable engines
伽马射线暴的光变曲线具有显著的可变性，每一个都显示出独特的性质。这种变化的起源，至少对于一小部分长伽玛暴来说，可能是不稳定的中心引擎的结果。因此，重要的是要研究的效果，一个情节中央发动机上的喷流传播，并最终，对即时的排放内的Mesosar的情况。因此，在这项研究中，我们遵循的相互作用的脉冲外流与他们的祖先恒星流体动力学数值模拟在二维和三维。我们表明，非定常射流的传播是受影响的相互作用与祖材料以及后的爆发时间，特别是对于长的静止时间，相当于或大于一秒的射流。我们还表明，这种相互作用可以导致一个不对称的行为，其中脉冲持续时间和静止周期是系统不同的。在脉冲射流钻过祖先和星际介质之后，我们发现，平均而言，静止时期持续的时间比脉冲长（即使在具有对称的活动和静止发动机时间的模拟中）。这可以解释在长静止时间持续的伽马射线暴的光变曲线中检测到的不对称性。
2016-03-08 astro-ph.HE
Energy injection driven by precessing jets in gamma-ray burst afterglows
喷流进动被认为普遍存在于各种尺度的天文现象中，包括伽马射线暴（GRB）。对于长寿命的GRB中央发动机，相对论旋进喷流将周期性地向外激波注入动能，从而显著地调制GRB余辉的光变曲线（LC）形状。本文采用标准的外激波模型，研究了不同参数情况下喷流进动对伽玛暴X射线余辉的影响，稳定的或随时间变化的射流功率、旋进周期、旋进角和视角。在喷流功率稳定或缓慢衰减的情况下，喷流可以扫过视线，应该出现浅衰减（或平台）段;否则，在GRB余辉LC中会出现巨大的隆起。我们表明，喷注进动是一个新的可能的机制，在伽玛暴的能量注入。此外，一些观察到的X射线瞬态没有伽玛暴协会可能是由旋进喷流。
2021-06-01 astro-ph.HE
The structure of weakly-magnetized $ γ$-ray burst jets
伽马射线暴（GRB）喷流与密集介质的相互作用促进了沿喷流边界的局部流体动力学不稳定性的增长。在配套文件中，我们研究了流体动力学（未磁化）射流的演变，发现射流茧材料的混合会产生一个界面层，称为射流茧界面（JCI），它包含了系统能量的一个重要部分。我们发现，角结构的射流+ JCI，当他们达到同源相，可以近似为一个扁平的核心（射流）+幂律函数（JCI）的指数，取决于混合的程度。在本文中，我们研究了次优势的环形磁场对射流的演变和形态的影响。我们发现弱场可以稳定喷流以对抗局部不稳定性。混合的抑制减小了JCI，从而重塑了射流的爆发后结构。尽管如此，外流的整体形状仍然可以近似为一个扁平的核心+幂律函数，虽然JCI幂律衰减更陡峭。在长的伽玛暴射流中，弱场的影响更为突出，在那里，流体动力射流中的混合更强。在短的伽玛暴喷流中，弱磁化喷流和非磁化喷流都存在小的混合。这一结果影响了预期的射流发射，这是由射流的形态。因此，长伽玛暴的瞬发和余辉观测可以作为对喷注底部磁性的探测。
2020-08-19 astro-ph.HE
Ultrahigh-Energy Cosmic Ray Production by Turbulence in Gamma-Ray Burst Jets and Cosmogenic Neutrinos
提出了一种新的在伽马射线暴喷流中产生超高能宇宙线的模型。在瞬发γ射线辐射之后，在余辉相或余辉相之前，在伽玛暴喷流中激发出流体动力学湍流。温和的相对论性湍流随机加速质子。加速率比通常的一阶冲击加速率慢得多，但在这种情况下，它可以是能量无关的。由此产生的UHECR光谱是如此坚硬，以至于体能量集中在最高能量范围内，导致对$\sim 10^{53.5}~\mbox{erg}~\mbox{s}^{-1}$的典型宇宙射线光度的中等要求。在这个模型中，二次γ射线和中微子的排放所引发的E2离子的生产显着抑制。尽管注射时的UHECR光谱显示出弯曲特征，但这与观察到的UHECR光谱形状不冲突。宇宙成因中微子谱在$10^{17}$ - $10^{18}$ eV范围内变得明显困难，这可能会被未来的观测所验证。
2016-07-09 astro-ph.HE
Powerful relativistic jets in narrow-line Seyfert 1 galaxies
最近从窄线塞弗特1星系探测到的高能伽马射线证实了这种类型的活动星系核也可以产生强大的相对论喷流。我概述了在这个研究领域的知识的演变和在所有尺度上的相对论性喷流的统一的影响。
2013-01-24 astro-ph.HE
Reverse Shock Emission from Misaligned Structured Jets in Gamma-Ray Bursts
本文研究偏轴伽马射线暴中反向激波对余辉的贡献，考虑多种结构化喷流模型并应用于GRB 170817A/GW170817，发现反向激波可显著影响早期余辉并导致光变曲线呈现双峰或特征单峰。
2024-11-21 astro-ph.HE
Three-dimensional AMR simulations of long-duration Gamma-Ray Burst jets inside massive progenitor stars
我们提出的结果，特殊相对论，自适应网格加密，三维模拟伽马射线暴喷流扩展内一个现实的恒星祖。我们的模拟证实，相对论喷流可以传播和突破的祖星，同时保持相对论。该结果与分辨率无关，尽管在模拟中观察到的湍流和可变性的量在较高分辨率下更大。我们发现，在相同的分辨率下，在3D模拟中，祖先星内部的喷流头的传播速度略快于2D模拟。这种行为似乎是由于3D模拟中的喷射头可以围绕喷射轴摆动，找到阻力最小的点进行。大多数射流特性，如密度、压力和洛伦兹因子，仅轻微地受模拟维数的影响，因此可以认为2D模拟的结果是可靠的。
2013-02-22 astro-ph.HE
Emission from accelerating jets in gamma-ray bursts: Radiation dominated flows with increasing mass outflow rates
我们研究了预期来自伽马射线暴的西向能谱。我们提出了一个分析函数的光谱，是从光球的辐射为主的流动，是在加速。这是最小的可能光谱，它不同于普朗克函数。我们还提出了数值光谱光球过渡到滑行阶段的流动过程中发生的。使用这些光谱模型，我们重新分析费米观测GRB 100507和GRB 101219，这两个已被报道有非常窄的光谱。爆发可以通过光谱模型拟合：对于GRB 101219，光谱与在饱和半径以下或接近饱和半径处发生的光球一致，而对于GRB 100507，光球相对于饱和半径的位置可以确定为时间的函数。在后一种情况下，我们发现光球最初发生在加速阶段，然后过渡到滑行阶段。我们还发现，这种转变发生在同一时间观察到的冷却行为的变化：温度接近常数之前的休息和衰减后。我们认为，这种转变可以解释为增加质量外流率。因此，两个分析的爆发都提供了强有力的证据，证明喷流（最初）是辐射主导的。
2017-08-03 astro-ph.HE
The Structure of Gamma Ray Burst Jets
由于相对论性的整体运动，伽马射线暴喷流的结构和方向在决定它们如何出现方面起着基本的作用。最近发现的GW170817双星中子星合并和相关的伽玛暴提高了兴趣的建模和搜索的存在下，一个（可能是准普遍的）喷流结构的签名在长和短的伽玛暴。在这篇评论中，遵循教学方法，我们总结了过去二十年来伽玛暴喷流结构研究的历史，从一个通用的喷流结构的想法的开始到目前对复杂过程的理解，这些复杂过程塑造了结构，涉及到中央发动机，为喷流提供动力，以及后者与祖先遗迹的相互作用。我们把一些重点放在即时和余辉发射和光度函数上的喷流结构的可观察到的印记，有利于直观的推理技术的解释。
2022-08-15 astro-ph.HE
Characteristics of gamma-ray burst afterglows in the context of non-axisymmetric structured jets
该研究在非轴对称结构化喷流框架下，将喷流按方位角离散为单元，分析其速度、能量与视线方向对 GRB 余辉光变曲线多峰、平台及涨落的影响。
2023-10-31 astro-ph.HE
Gamma-ray bursts from magnetized collisionally-heated jets
产生伽马射线暴（GRB）的喷流很可能携带相对于质子成分漂移的中子成分。中子-质子碰撞强烈加热喷流并产生电子-正电子对。我们调查这种加热产生的辐射使用一个新的数字代码。我们的结果证实了最近的说法，碰撞加热产生所观察到的带型谱的伽玛暴。我们将该模型扩展到研究磁场对发射光谱的影响。我们发现，频谱峰值保持在1兆电子伏附近的磁化参数$0<ε_B<2$，在我们的模拟探索的整个范围。随着$ε_B$的增加，光谱的低能量部分软化，并且在keV带中出现可见的软过量。光谱的高能量部分远高于GeV范围，并有助于费米/LAT观察到的即时发射。总的来说，碰撞机制产生的辐射光谱似乎与观测结果一致，没有对参数进行微调。
2011-06-26 astro-ph.HE
Clumpy jets from black hole-massive star binaries as engines of Fast Radio Bursts
提出了一个基于恒星质量黑洞-大质量双星的快速射电暴模型。我们认为，星周物质的不均匀性或/和随时间变化的恒星伴星的风活动将导致黑洞的吸积在一个短暂的超爱丁顿率。在所产生的射流中，撞击物之间的碰撞会触发等离子体不稳定性。结果，射流中的等离子体将发射相干曲率辐射。当喷流锥指向观测者时，视光度可以是$10^{41}-10^{42}$ \，erg/s。产生的耀斑持续时间为$\sim$毫秒。可以解释观察到的非重复FRB的高事件率。在超大质量黑洞附近的一个类似的情况可以用来定性地解释重复源FRB 121102的间隔分布。
2018-11-27 astro-ph.HE
Magnetization Factors of Gamma-Ray Burst Jets Revealed by a Systematic Analysis of the Fermi Sample
本文通过系统分析费米样本中已知红移GRB的时间分辨光谱，对比热与非热辐射成分诊断磁化因子，发现大多数GRB喷流具有显著磁能成分且$σ_0\geq 10$，并指出$σ_0$在同一暴内变化显著。
2024-08-02 astro-ph.HE
Structured Jets and X-ray Plateaus in Gamma-Ray Burst Phenomena
第一次对双星中子星合并的多信使探测，GW 170817，将结构喷流模型带到了最前沿，作为解释事件发生一年多后多波长观测的一种方式。在这里，我们表明，高纬度的结构喷流发射可以自然地产生X射线平台的伽马射线暴（GRB）的光变曲线，独立的辐射从外部冲击。我们计算了从一个关闭的壳层具有角结构的辐射在其相对论的整体运动和内在的亮度。我们的模型能够解释在伽玛射线暴X射线光变曲线中经常观察到的浅衰减相（平台）。我们讨论了结构喷流高纬度辐射对GRB X射线光变曲线的其他显著特征的可能贡献，以及它解释彩色光学/X射线光变曲线性质的能力。
2020-03-20 astro-ph.HE
Testing the neutrino annihilation model for launching GRB jets
伽玛射线暴（GRB）喷流的发射机制仍然存在争议，导致喷流成分存在很大的不确定性。磁流体动力学模型和中微子湮灭模型已经被提出来研究黑洞/吸积盘中心引擎的能量提取。特别是，对于持续时间为$T\lesssim 100$ ~s的爆发所预期的极端吸积率$\dot M\sim 0.1-1$ ~ M $_\odot$ s $^{-1}$，圆盘可以是有效的中微子发射体。中微子-反中微子湮灭的结果在喷流的能量沉积率，可以在原则上，占爆炸的能量。最近对暴后数小时X射线耀斑和超长伽玛暴的发现表明伽玛暴活动可以持续$\sim 10^4$ ~s或更长时间。这些长寿命事件的影响类似于经典的伽玛暴。鉴于这些发现，我们重新评估中微子湮灭模型。我们推导出中微子动力射流的最大可能能量作为爆发持续时间的函数，并表明可用的能量下降快，较长的爆发。对于一个标准的参数选择，该模型在解释观测到的持续时间超过$\sim 10^3$ ~s的事件的能量学时，差了三到四个数量级。
2014-08-20 astro-ph.HE
Rarefaction acceleration in magnetized gamma-ray burst jets
与长/软伽马射线暴相关的相对论喷流形成并最初在祖星内部传播。由于在穿过恒星表面后，它们会失去外部压力的支持，这些流动可以被模拟为绕着一个拐角移动。形成一个强的稳态稀疏波，侧向膨胀伴随着稀疏加速。我们调查的效率和一般特点，这种机制，通过整合的稳态，特殊的相对论，磁流体动力学方程，使用一组特殊的部分精确解在平面几何形状（r自相似的“角落”）。我们还推导出解析近似标度的超相对论冷/磁化，和流体动力学的限制。该机制在磁化流中比在纯流体动力流中更有效。它大大增加了洛伦兹因子，而对喷流的开口没有太大影响;它们的乘积的结果值可以比1大得多，允许余辉光曲线中可能的中断。这些发现是相似的轴对称射流的数值模拟由Komissarov等人和Tchekhovskoy等人，虽然在我们的方法中，我们描述的稀疏作为一个稳态的简单波和自洽计算的开放的射流，对应于零外部压力。
2014-07-18 astro-ph.HE
What determines the structure of short gamma-ray burst jets?
GRB 170817 A是第一个由中子星合并产生的明确的离轴短伽马射线暴，它的发现挑战了我们对相对论喷流角结构的理解。喷流传播的研究通常假设喷流是从中心发动机喷出的，具有顶帽结构，其最终结构决定了观察到的光变曲线和光谱，主要受与附近环境的相互作用的影响。然而，正如全球吸积模拟所示，预计喷流的结构将比简单的大礼帽更复杂。我们提出了数值模拟的短伽玛暴发射的初始结构，持续时间和光度范围很广。我们遵循射流与合并余风的相互作用，并计算其最终结构在距离中心发动机$\gtrsim 10^{11}$ ~cm。我们表明，最终的喷流结构，以及由此产生的余辉发射，强烈依赖于喷流的初始结构，其亮度和持续时间。虽然喷流的初始结构对于持久的SGRB是保留的，但对于几乎不通过风的喷流来说，它是强烈修改的。这说明了全球模拟的结果与传播研究相结合，以更好地预测预期的余辉签名从中子星合并的重要性。结构射流提供了一个合理的描述GRB 170817 A余辉发射与离轴角$θ_{\rm obs} \approx 22.5^\circ$。
2021-07-05 astro-ph.HE
Long-Lasting Black-Hole Jets in Short Gamma-Ray Bursts
中子星双星并合后产生的短伽马射线暴是由黑洞还是中子星引起的，是一个关键问题。我们提出了一个BH模型，解释了短的伽玛暴与持久的活动，如延长发射和平台发射高达$\sim10000$ s。为了提取BH旋转能量，磁场的拓扑演化应该伴随着质量喷射、质量回落和磁场重联。观测结果表明，磁场在BH处从$\sim10^{14}$ G衰减到$\sim10^{13} - 10^{11}$ G，并以合并前的强度为界，在光度恒定的情况下保持恒定，而$\sim10^{-4} - 10^{-2} M_{\odot}$的回落质量与GRB 130603 B中macronova（或kilonova）暗示的喷出物质量相当。BH模型对引力波和NS物质的状态方程都有意义。
2015-04-13 astro-ph.HE
Resonant oscillations of GeV - TeV neutrinos in internal shocks from gamma-ray burst jets inside the stars
在伽马射线暴（GRB）的前身源内部的准直喷流中产生的高能中微子与冰立方探测到的事件有关。这些中微子是由费米加速的质子与热光子和内部冲击中的强子相互作用产生的，是喷流没有爆发或失败时的唯一标志。考虑到光子场在keV能量下是热化的，以及磁场在整个激波区（观测坐标系中宽度为$10^{10} - 10^{11}$ cm）保持稳定值的标准假设，我们研究了内激波中产生的热等离子体和磁化等离子体对中微子振荡的影响.我们计算了中微子的有效电位产生的等离子体，恒星的信封的影响，和真空的路径上到地球。通过考虑这三个影响，两个（太阳，大气和加速器参数）和三个中微子混合，我们表明，虽然GeV-TeV中微子可以共振振荡从一个味道到另一个，一个不显著的偏离标准的味道比（1：1：1）可以预期在地球上。
2015-04-01 astro-ph.HE
Collimated and spinning fireballs for ultra-relativistic jets: long vs short Gamma-ray bursts by angular momentum and mass ratio
本研究探究伽马射线暴喷流前身旋转恒星系统的引力坍缩，分析引力结合能转化形成火球的过程，发现J/M比值影响火球准直度与喷流张角，推测其是区分长短暴的关键，并推导了火球物理量的内禀关联。
2025-07-30 astro-ph.HE
Moving-mesh simulations of spreading dynamics and local electron cooling in structured gamma-ray burst afterglow jets
University of Bath（巴斯大学）
本文通过移动网格水动力学代码GAMMA模拟了结构化伽马射线暴后glow喷流的动力学和辐射谱，发现局部冷却方法显著影响同步辐射冷却转折点，且冷却转折点频率上升超过十倍，同时喷流破裂变得更陡。
2026-05-06 astro-ph.HE
Population III Gamma-Ray Bursts and Breakout Criteria for Accretion-Powered Jets
我们研究了各种类型的大质量恒星中吸积动力喷流的传播，如沃尔夫-拉叶星，轻第三星族（Pop III）星，和大质量Pop III星，所有这些都是伽马射线暴（GRB）的祖先候选人。我们进行了二维轴对称的相对论流体动力学模拟，同时考虑到包络崩溃和射流传播（即，喷流对吸积的负反馈）。基于我们的流体动力学模拟，我们第一次表明，吸积动力射流可以潜在地从Pop III祖先的外层相对论性地爆发。在我们的模拟中，吸积率估计的质量流量通过内边界，喷注注入一个固定的吸积喷注转换效率$η$。通过改变40多个模型的效率$η$和张开角$θ_{op}$，我们发现，只要满足一个简单的条件$η\gtrsim 10^{-4} (θ_{op}/8^{\circ})^2$，喷流就能从所有类型的伽玛暴祖先中相对论性地突破，这与分析估计是一致的。否则不会发生爆炸或发生一些失败的球形爆炸。
2012-05-26 astro-ph.HE
The structure of hydrodynamic $ γ$-ray burst jets
伽玛暴喷流在发射后，在爆发前通过稠密介质传播。射流-介质相互作用导致形成复杂的结构化流出，通常称为“结构化射流”。射流介质相互作用的基础物理设置后爆发射流形态从来没有被系统地探讨。在这里，我们使用一套三维模拟遵循流体动力学长和短的伽马射线暴（GRB）射流爆发后的演变，研究爆发后的相互作用引起的结构。我们的模拟功能Rayleigh-Taylor手指，从茧到射流生长，混合茧与射流材料和不稳定的射流。这种混合产生了一个以前未识别的区域，该区域将射流从茧中包裹起来，我们将其表示为射流-茧界面（JCI）。长的伽玛暴经历强烈的混合，导致大部分喷流能量漂移到JCI中，而在短的伽玛暴中，较弱的混合是可能的，导致两个分量中相当数量的能量。值得注意的是，射流结构（射流核心加JCI）可以用简单的通用角幂律分布来表征，幂律指数仅取决于混合水平。这一结果支持常用的幂律角分布，而不利于高斯射流。在更大的角度，茧占主导地位，结构更加复杂。混合形状的即时发射光曲线，并意味着典型的长伽玛暴余辉是不同的短伽玛暴。我们的预测可以用来推断喷流的特点，从即时和余辉观测。
2020-11-01 astro-ph.HE
X-ray plateaus in $γ$-ray bursts explained by structured jets
尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台上的X射线望远镜（XRT，0.3 - 10 keV）对$γ$射线暴（GRB）进行了跟踪，发现了相当一部分GRB中X射线发射的浅衰变相（所谓的平台）。这种意外的时间行为不符合标准的伽玛射线暴余辉的预期。因此，在过去的几年里，出现了许多模型，这些模型将能量注入到外部冲击中，需要伽马射线暴的中心引擎的长期活动。我们讨论了一个新的替代，全面的模型：高原阶段起源于高纬度的排放（即，在关闭来自曲面的即时发射之后，从相对于视线的较大角度观察到的辐射）。这个模型使我们能够重现不仅是时间行为的X射线光变曲线，但也联合光学X射线发射的多样性。
2020-06-24 astro-ph.HE
Collapsar Gamma-Ray Bursts: how the luminosity function dictates the duration distribution
长时间$γ$射线暴（GRB）中的喷流必须钻穿坍缩的恒星，以便在中央引擎仍然活跃的情况下从恒星中爆发出来并产生$γ$射线信号。如果发动机功率越大，爆发时间越短，那么喷流与恒星的相互作用就像过滤掉不那么明亮的喷流。我们发现，所观察到的破坏幂律伽玛暴光度函数是一个自然的结果，这一过程。对于一个理论上激发的突破时间，规模与喷流光度为$L^{-χ}$与$χ\sim 1/3-1/2$，我们表明，$γ$射线持续时间分布的形状可以唯一地确定的伽玛射线暴光度函数，并匹配所观察到的。这项分析也对超新星与中央引擎的联系产生了有趣的影响。我们发现，不仅成功的喷流可以在恒星包层中沉积足够的能量来为GRB相关超新星提供动力，而且失败的喷流也可以在所有Ib/c型超新星中运行。
2017-08-17 astro-ph.HE
Gamma-ray burst jets: uniform or structured?
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。通过研究不同的结构对亮度函数（LF）的影响，可以深入了解伽玛暴的未知结构：i）我们表明，（$10^{46} < L_{\rm iso} < 10^{48}$ erg/s）和高（即用$L_{\rm iso} > 10^{50}$ erg/s）亮度GRB可以用唯一的LF来描述; ii）我们发现均匀射流（轴上和轴外观察）以及非常陡峭的结构射流（即，具有$s > 4$的$ε(θ) \propto θ^{-s}$）可以再现当前LF数据; iii）考虑到整个射流的排放（即包括温和相对论的贡献，离轴射流元件），我们发现，$E_{\rm iso}(θ_{\rm v})$（我们称这个量为"表观结构"）可以与固有结构$ε(θ)$非常不同：特别地，具有高斯本征结构的射流具有更类似于幂律的表观结构。这为结构射流的准普适性假说开辟了新的视角。
2015-03-03 astro-ph.HE
Gravitational Waves from the Propagation of Long Gamma-Ray Burst jets
伽马射线暴（GRB）是在超相对论喷流传播过程中产生的。由于介质的高度不透明性，研究靠近中心源的射流具有挑战性。在本文中，我们提出了一个大规模的相对论性喷流传播通过剥离信封星与长GRB，打破了明星和加速到星周介质的数值模拟。我们计算的引力波（GW）信号所产生的喷流通过恒星和星周介质的传播。我们表明，射流传播的关键参数可以直接由GW信号确定。该信号呈现出对应于喷流持续时间的第一峰值和对应于位于喷流轴附近的观测者的爆发时间的第二峰值（这又取决于恒星的大小），或者对应于离轴观测者的更大的时间（对应于加速阶段的结束）。我们还表明，GW信号的斜率之前和周围的第一个峰值跟踪喷流光度的历史和祖星的结构。GW信号的幅度为$h_+D \sim$几百到几千厘米。虽然这一信号，对于河外来源，是在目前的GW探测器的可探测范围之外，它可以被未来的仪器，如BBO，DECIGO和ALIA探测到。我们的研究结果表明，未来的GRB喷流相关的GW检测可能代表了我们对这种现象的理解的革命。
2022-11-21 astro-ph.HE
Statistical search for angular non-stationarities of long gamma-ray burst jets using Swift data
在Budai等人（2020）的研究中，我们认为伽马射线暴（GRB）喷流的角度非平稳性可以导致从喷流破裂时间推导出的角度值与瞬发光变曲线的可变性之间的统计联系。如果喷流的光度密度遵循幂律或均匀分布，则这种联系应该是反相关的，如果它们具有高斯分布，则应该是相关的。在这篇后续论文中，我们通过测量雨燕卫星观测到的19个长伽玛暴样本中的斯皮尔曼秩相关系数来寻找这种联系。利用16个具有明确角度测量的伽玛暴，我们发现了$ρ= -0.20_{-0.09}^{+0.09}$和$p = 0.46_{-0.19}^{+0.23}$。在样本中再增加三个伽玛暴，每个伽玛暴都有一对可能的角度值，可以加强与$ρ=-0.31_{-0.08}^{+0.07}$和$p=0.19_{-0.09}^{+0.14}$的反相关性。我们发现，这些结果是不兼容的非平稳射流具有高斯分布，并与观测到的余辉$\gtrsim\!100$伽玛暴将需要确认潜在的存在的角度变率反相关与$3σ$的意义。如果这种联系是真实的，那么伽玛暴喷流角将可以从瞬发伽玛光变曲线中得到，而不需要余辉观测。
2021-12-24 astro-ph.HE
X-ray Plateaus in Gamma Ray Bursts' light-curves from jets viewed slightly off-axis
使用多个观测参数，最近的工作表明，宇宙学伽马射线暴通常是在相对论喷流的核心内或附近观察的。其中一个论点是，从大角度观察伽马射线暴的余辉光变曲线，发现它没有几十天那么长的非常浅的演化期。受这些结果的启发，我们认为，伽玛暴有效地产生$γ$ -射线仅在一个狭窄的区域内的核心。我们发现，在这些近核心的视线，结构射流自然产生浅相的X射线余辉的伽玛暴。这些平台期将被大部分观察者看到，并将持续$10^2-10^5$ s。它们自然地再现了观测到的时间尺度和光度的分布，以及平台持续时间、平台光度和瞬发$γ$射线能量之间的相互关系。这种解释的一个优点是，它不涉及后期的能量注入，这将是具有挑战性的，从中央引擎的角度来看，和，如我们在这里所示，不太自然的平台和提示属性之间的相关性观察。
2020-01-17 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
Relationship Between the Kinetic Power and Bolometric Luminosity of Jets: limitation from black hole X-ray binaries, active galactic nuclei, and gamma-ray bursts
喷流的动力学功率$P_{\rm jet}$和内禀热光度$L_{\rm jet}$之间的相关性可以揭示各种黑洞系统中的喷流物理。基于Nemmen等人（2012）的最新工作，我们重新研究了这种相关性与硬/静态黑洞X射线双星（BXB）和低光度活动星系核（LLAGN）的其他来源。新样本包括来自7个BXB和20个LLAGN的29组数据，其中$P_{\rm jet}$和$L_{\rm jet}$来自吸积喷流情景下准同时多波段光谱的光谱模拟。与以前的工作相比，光度的范围现在被扩大到超过$20$十年，即从$10^{31}{\rm erg/s}$到$10^{52}{\rm erg/s}$，这允许更好地约束相关性。一个值得注意的结果是，BXB和LLAGN中的喷流几乎遵循从耀变体和伽马射线暴（GRB）获得的相同$P_{\rm jet} - L_{\rm jet}$相关性。我们推导出的斜率指数分别是全样本的$1.03\pm0.01$、BXB子样本的$0.85\pm0.06$、LLAGN子样本的$0.71\pm0.11$和LLAGN-blazar子样本的$1.01\pm0.05$。单位附近的相关指数表明喷流效率与光度或动能无关。我们的研究结果可能进一步支持类似的物理过程存在于各种黑洞系统的喷流的假设。
2013-12-08 astro-ph.HE
Toward a New Paradigm for the Unification of Radio Loud AGN and its Connection to Accretion
我们最近认为（Meyer 2011），射电响亮的活动星系核的集体属性指向两个家庭的源的存在，一个强大的源与单一的速度射流和一个较弱的喷流与显着的速度梯度在辐射等离子体。这些家庭也对应于不同的吸积模式，因此不同的热和发射线的内在属性：强大的源有辐射有效的吸积盘，而在弱源吸积必须是辐射效率低下。在这里，我们简要回顾了我们最近的工作后，我们提出了以下发现，支持我们的统一方案：（i）沿断裂的序列对齐的对象，喷流动能增加。(ii)在对准物体序列的强分支中，BLL的分数随着喷射功率的增加而减小。(iii)对于强大的源，BLL的分数随着更多的未对准物体而增加，如通过核心到扩展的无线电发射所测量的。我们的研究结果也是兼容的可能性，一个给定的吸积功率产生类似的动能喷流。
2011-11-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Low-frequency gravitational wave memory from gamma-ray burst afterglows with energy injection
超相对论伽马射线暴喷流是一种具有记忆信号的强引力波源。由能量注入驱动的平台（或浅衰变）相可能出现在伽玛暴的早期X射线余辉中。在本文中，我们研究的GW信号以及X射线余辉辐射的框架内的伽玛暴喷注与能量注入，并考虑了短持续时间和长持续时间的伽玛暴。我们发现，无论哪种情况，由于反聚束效应和时间延迟效应，能量注入引起的GW信号波形的上升斜率远远滞后于能量注入，特征振幅的典型频率落在$\sim10^{-4}-10^{-6} \,{\rm Hz}$的低频区域;我们认为，注入能量的GRB喷流触发的GW记忆是未知的，附近强注入能量的GRB可能会干扰随机GW的测量背景这样的GW记忆检测将提供一个直接的测试模型的能量注入的情况下的伽玛射线暴喷流。
2023-01-30 astro-ph.HE
Observational implications of gamma-ray burst afterglow jet simulations and numerical light curve calculations
我们讨论了窄和宽伽马射线暴（GRB）余辉喷流的喷流动力学和二维相对论喷流数值模拟的观测意义。我们证实了早期的数值结果，相对论性射流的侧向膨胀在大部分的余辉发射阶段是对数的时间，并发现这也适用于窄射流的半开角为0.05弧度。因此，余辉喷流保持高度非球形，直到它们变得非相对论性。虽然侧向膨胀使射流破碎后的余辉光变陡，但射流边缘变得可见主导射流破碎，这意味着即使对于窄射流，射流破碎对观察者角度也很敏感。如果不考虑观察者的角度，可能会导致对射流能量的高估，最高可达4倍。这削弱了GRB 090926A等极端事件对磁电机能量极限的挑战。晚时间无线电热量测量的基础上的球形非相对论外流模型仍然相关时，观察员是大约在轴上，模型和模拟之间的几个通量水平的差异是可以接受的。然而，这并不意味着外流的球形，因此不会转化为与孤儿余辉相关的高观测角。为了更精确的量热法，为了模拟重要的后期特征，如反喷流的上升，详细的喷流模拟仍然是必不可少的。
2012-04-04 astro-ph.HE
Polarization of gamma-ray burst afterglows in the context of non-axisymmetric structured jets
本研究揭示非轴对称结构化喷流伽马射线暴余辉的偏振特征，发现偏振度和演化受喷流结构、观测频率及视线影响，相关波动与角度变化可为识别不对称喷流GRB提供证据。
2024-12-02 astro-ph.HE
Gamma-Ray Burst Afterglows In The Multi-Messenger Era: Numerical Models and Closure Relations
与引力波事件相关的伽马射线暴（GRB），现在和将来都可能被认为比没有引力波探测的GRB具有更大的倾角。正如GW 170817的余辉所证明的那样，这需要扩展常见的GRB余辉模型，该模型通常假设来自轴上顶帽射流的发射。我们提出了一个结构化射流所产生的余辉的表征，提供了一个框架，包括成功的和窒息的射流。我们计算新的封闭关系的结构射流，并与能量注入和刷新冲击模型建立的关系。发现射流破碎前的时间斜率是射流的视角与有效开度角之比的简单函数。一个计算合成光变曲线和光谱的数值模型可以作为开源Python包在glowpy之后公开获得。
2019-09-25 astro-ph.HE
Unification of Pulses in Long and Short Gamma-Ray Bursts: Evidence from Pulse Properties and their Correlations
我们证明，可区分的伽马射线暴脉冲表现出类似的行为，证明了可观察到的脉冲的持续时间，峰值亮度，通量，光谱硬度，能量依赖的滞后和不对称性之间的相关性。长和短爆发脉冲表现出这些行为，这表明一个类似的过程是负责产生所有的伽玛暴脉冲。这些性质在观测者的坐标系中相互关联，这表明内在的相关性足够强，不会被距离和红移的色散冲淡。我们展示了所有相关的脉冲特性可以解释由硬到软的脉冲演变，我们证明了“强度跟踪”脉冲不具有这些属性不是单一的脉冲，而是出现由两个或更多的重叠的硬到软的脉冲。为了更好地理解脉冲特性，我们认识到，硬到软的演变提供了一个更准确的定义比其强度变化的脉冲。这一认识，再加上脉冲几乎同时在很宽的能量范围内开始的观察，使我们得出结论，所观察到的脉冲发射代表了初始注入导致的能量衰减，并且一个简单且尚未确定的物理机制可能是所有伽马射线暴脉冲的原因，而不管它们形成的环境如何，如果伽玛射线暴起源于不同的祖先，那么为它们提供能量的祖先。
2011-07-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gravitational Wave Memory from the Relativistic Jet of Gamma-Ray Bursts
研究了辐射减速质点的引力波记忆。据发现，对于各向同性光子发射的存储器产生的光子基本上是相同的记忆从质点辐射的光子，使它是反束。另一方面，对于各向异性发射，来自光子的记忆可以具有非零振幅，即使它是以小视角看到的。在伽马射线暴（GRB）喷流的减速阶段，喷流的动能转化为伽玛射线光子的能量。然后，它将有可能观察到的伽马射线发射的时间尺度上的GRB喷流相关的GW内存的变化，如果发射是部分各向异性的。伽玛射线辐射的这种各向异性已经在最近的伽玛暴观测中探测到的偏振中得到了证实。GRB喷注的GW记忆将为阐明喷注的几何结构和GRB的发射机制提供线索。因此，这将是一个有趣的目标，为下一代探测器的GW。
2013-03-26 astro-ph.HE
Observational constraints on the structure of gamma-ray burst jets
受GW 170817的启发，我们研究了观测对长伽马射线暴（GRB）喷流角结构的约束。首先，观测到的$E_{X}/E_γ$（各向同性等效早期X射线余辉与瞬发$γ$射线能量比）的分布相对较窄，这意味着在发射$γ$射线的任何角度，洛伦兹因子都必须很高。具体地，$γ$射线发射材料的洛伦兹因子不能随角度快速下降，并且必须是$Γ(θ)\gtrsim 50$，即使存在伽马射线接收能量与喷流核相比低三个数量级的角度。其次，排除了具有$γ$射线发射的角结构的喷流，该喷流过度产生具有低于所观察到的光度函数的峰值的$γ$射线光度的事件。这消除了其中$γ$射线能量角分布不够陡峭和洛伦兹因子分布不够浅的模型。最后，具有陡峭结构（例如高斯）的模型被检测到远离喷流核心，产生从未观察到的余辉光变曲线。我们的结论是，即使喷流动能分布随纬度不断下降，有效的$γ$射线发射似乎仅限于材料与$Γ\gtrsim 50$和最有可能局限于一个狭窄的区域周围的核心。虽然我们的研究仅限于长伽玛暴，其中观察到的样本更大，更完整，有迹象表明，类似的结论也可能适用于短伽玛暴。我们讨论了GRB 170817 A中观测到的$γ$射线的可能意义。
2018-12-10 astro-ph.HE
Synchrotron radiation in $γ$-ray burst prompt emission
越来越多的证据表明，同步辐射在形成大多数$γ$射线爆发的光谱方面起着重要作用。产生它们的相对论性喷流可能以坡印廷通量的形式携带了相当大一部分能量。
2020-02-22 astro-ph.HE
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。
2014-10-02 astro-ph.HE
Photospheric Emission of Gamma-Ray Bursts
我们回顾了相对论性喷流产生伽玛暴的物理过程，这些喷流在中心源附近开始高度不透明，然后扩展到透明。我们讨论了喷流中的耗散和辐射过程，以及辐射转移如何塑造在光球层释放的观测到的非热光谱。最近的详细模型与观测的比较给出了伽玛暴喷流的重要参数，如洛伦兹因子和磁化的估计。我们还讨论了伽玛暴偏振和中微子发射的预测。
2017-01-17 astro-ph.HE
Shear Particle Acceleration in Structured Gamma-Ray Burst Jets: III. The Radiation Physics of Bright Prompt Optical Flash
针对伽马射线暴明亮瞬时光学辐射物理的谜题，提出基于结构化喷流混合喷流-星茧（MJC）区域的剪切粒子加速模型，通过电子同步辐射和SSC过程合理解释了GRB 990123等的光学闪及光谱特征，并推断其喷流高度磁化。
2025-08-09 astro-ph.HE
Flares in gamma-ray burst X-ray afterglows as prompt emission from slightly misaligned structured jets
我们发展了一个模型来解释伽马射线暴X射线余辉中的耀斑活动。我们认为耀斑可能是喷流核心内迅速消散的表现，在X射线波段，由于不太有利的多普勒增强，出现在未对准的观察者看来。这些耀斑出现在余辉阶段，因为核心-观察者光旅行延迟。在这张照片中，这位观察者记录的即时发射来自他们视线上的物质，在喷流的横向结构中，在喷流的核心之外。我们首先制定了基本的分析框架，以确定耀斑的特性作为一个函数的伽马射线脉冲对准观察者会看到。我们发现，有可行的参数空间来解释耀斑与典型的观测时间和光度。然后，我们分析探讨这个模型，表明它自然产生耀斑与小的长宽比，如观察到的。我们将我们的模型与代表两种不同类型形态的两个$Swift$ /XRT耀斑进行拟合，以表明我们的模型可以捕获两者。耀斑核心喷流物质的喷射时间是一个关键参数。虽然它总是保持小相比，观测到的耀斑的时间，确认我们的模型不需要很晚的中央发动机活动，晚喷射时间是强烈的青睐，有时大于观测到的持续时间的母伽马射线暴的即时发射测量的$T_{90}$。
2022-04-01 astro-ph.HE
Quasi-thermal Photosphere Emission from Structured Jets of Gamma-Ray Bursts
本文数值模拟结构化伽马射线暴喷流在不同观测角度下的瞬时光球层光谱，揭示其时间与光谱特征，并证明爱因斯坦探针等设备可探测离轴角小于10度的短暴至200Mpc。
2025-04-21 astro-ph.HE
Neutrino Fluence from Gamma-Ray Bursts: Off-Axis View of Structured Jets
本文研究了相对论性伽马射线暴外流中产生的内激波所引起的高能中微子注量。以前的模型预测主要集中在均匀射流的轴上观测。在这里，我们提出了一个概括来解释任意视角和喷流结构。基于这种形式主义，我们提供了一个改进的标度关系，表示轴上模型预测的离轴中微子注量。我们还发现，结构射流的中微子流量可以表现出较强的角度依赖性相对于伽马射线，可以更广泛地扩展。我们详细研究了最近的短伽马射线暴GRB 170817 A与引力波事件GW 170817同时观测到的这种行为。
2019-11-29 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
