Do Fermi-LAT observations really imply very large Lorentz factors in GRB outflows ?
最近，费米-LAT在几个伽玛暴中探测到了GeV光子，这对伽玛暴外流中的体洛伦兹因子产生了很强的约束。为了避免一个大的伽玛伽玛光学深度，估计在某些爆发的洛伦兹因子的最小值高达800-1200。在这里，我们提出了一个详细的计算考虑到几何形状和动力学的射流的伽马伽马光学深度。在内部冲击模型的框架中，我们计算在不同的能带和相应的光谱的光变曲线，我们展示了如何限制的洛伦兹因子可以显着降低相比，以前的估计。
2011-01-21 astro-ph.HE
Outflows from GRB hosts are ubiquitous: Kinematics of z<0.3 GRB-SN hosts resolved with FLAMES
长时间伽马射线暴的宿主主要是太阳下金属丰度的星暴星系。在红移z<1时，这意味着它们中的大多数是低质量星系，类似于蓝致密矮星和矮不规则星的种群。是什么触发了产生GRB祖先所需的大质量恒星形成（SF），这在很大程度上仍然是未知的，因为这些星系的解析气体性质和运动学以及它们的形成历史。在这里，我们提出了一个样品的六个空间分辨伽玛暴主机在z<0.3观察与三维光谱在高光谱分辨率（R= 8000 - 13000）使用FLAMES/VLT。我们分析了完整样品的解析气体运动学和子样品中的丰度。只有两个星系显示出规则的盘状旋转场，另外两个是色散主导的，其余两个具有与星系不同部分相关的双发射分量，这可能表明最近的合并。所有的星系都显示出主发射峰（sigma = 50-110 km/s）的广泛成分。这个宽分量比窄分量更富含金属，在大多数情况下是蓝移的，并且它遵循不同的速度结构。我们发现SF率和宽分量的宽度之间的弱相关性，其通量相比，窄分量，和气体的最大流出速度，但我们没有发现任何相关性与SF密度，金属丰度或恒星质量。我们将这一广泛的组成部分与恒星形成区域的富含金属的外流相关联。伽玛暴并不位于宿主最亮的区域，但总是与一些显示出清晰风分量的恒星形成区相关联。我们的研究显示了3D光谱学研究极端瞬变星系中SF过程的潜力，需要高S/N，以及使用未解决或仅部分解决的数据进行这些研究的危险。
2021-09-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Missing-Link in the Supernova-GRB Connection: The Case of SN 2012ap
伽马射线暴（GRB）的特征是超相对论流出，而超新星的特征通常是非相对论喷出物。伽玛射线暴余辉通常在几天内迅速减速，因为它们的低质量喷射物迅速扫过相对较大质量的星周物质。然而，超新星，与沉重的喷出物，可以在近几个世纪的自由膨胀。超新星被认为具有非相对论性外流，除了少数伴随伽玛暴的相对论性超新星。SN 2009 bb是第一颗没有观测到伽玛暴的相对论流出超新星，这使得这种清晰的划分变得模糊。然而，与伽玛暴不同的是，SN 2009 bb的喷出物载有重子，并且在一年内几乎没有任何膨胀。我们报告了第一颗没有伽马射线暴但具有快速减速的相对论性喷出物的超新星，SN 2012 ap。我们发现了一个明亮的和迅速发展的无线电对应物驱动的相对论喷出物的拱星相互作用。然而，我们没有发现任何符合GRB的各向同性通量超过GRB 980425的六分之一。这第一次表明，即使没有观测到GRB，Ic型超新星的中心引擎也可以产生相对论性和快速减速的外流。
2015-04-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
The physical origin of optical flares following GRB 110205A and the nature of the outflow
GRB 110205A的光辐射由两个耀斑区分。在这项工作中，我们研究了两种可能的情况下的光学余辉发射。在第一种情况下，第一个光学耀斑是主外流的反向激波发射，第二个是由中央发动机的长期活动提供动力。然而，我们发现，除非伽玛暴效率很高（$\sim 0.95$），否则很难合理地解释后期（$t>0.1$日）的余辉数据。在第二种情况下，第一个光学耀斑是低能瞬发辐射，第二个是初始外流的反向激波。在这种情况下，我们可以解释晚余辉发射自洽。反激波区可能是弱磁化的，第二次光学耀斑的衰减可能是由高纬发射主导的，这可能是伴随着快速衰减的强偏振演化，如Fan等人在2008年提出的。RINGO 2型旋光仪的时间分辨旋光将直接检验我们的预测。
2011-07-22 astro-ph.HE
GRB 081007 and GRB 090424: the surrounding medium, outflows and supernovae
本文讨论了雨燕探测到的GRB 081007和GRB 090424的余辉多波长数据的分析结果。其中一颗GRB 081007也显示了一颗光谱证实的超新星SN 2008 hw，它的吸收特征与SN 1998 bw相似，但最大光度只有SN 1998 bw的一半。明亮的光学闪光已被检测到在这两个事件中，这使我们能够推导出坚实的约束环爆物质密度分布。这在GRB 081007的情况下特别有趣，它的余辉被发现传播到恒定密度介质中，产生了另一个GRB的例子，它显然与大质量恒星祖先有关，而恒星风并没有雕刻周围的环境。在GRB 090424的余辉中没有检测到超新星成分，可能是由于宿主星系的亮度与银河系相当。我们表明，余辉数据是一致的存在下，由相对论外流扩大到星际介质的正向和反向激波发射。由于前向激波没有光学峰，这强烈地表明反向激波区应该是轻度磁化的。GRB 081007的外流初始洛伦兹因子估计为Γ~ 200，而GRB 090424的外流初始洛仑兹因子的下限为Γ> 170。我们还讨论了GRB 081007的瞬发辐射，它仅由一个脉冲组成。我们认为，无论是外部的前向激波模型或冲击爆发模型可以解释的提示发射数据，并建议单脉冲状的提示发射可能是由于磁能量耗散的坡印廷通量为主的外流或耗散光球。
2013-08-25 astro-ph.HE
Heavy Nuclei Synthesized in Gamma-Ray Burst Outflows as the Source of UHECRs
皮埃尔·俄歇天文台最近的测量表明，超高能宇宙射线（UHECR）的成分在高能时由重核主导。然而，到目前为止，还没有天体物理学的动机来考虑重元素高度富集的来源。在这里，我们证明了从伽马射线暴（GRB）的流出物可能确实主要由质量为A ~ 40-200的核组成，这些核是随着热物质从中心发动机膨胀而合成的。特别是，如果喷流是由磁场主导的（而不是热驱动的火球），它的低熵使重元素能够有效地形成。采用毫秒原磁星模型的GRB中央引擎，我们表明，重核都是合成的原磁星风，并在原则上可以加速到能量> 1 e20 eV的冲击或区域的磁重联，负责提供动力的GRB。类似的结果可能适用于吸积动力的伽玛暴模型，如果射流起源于磁化盘风。根据合成核的精确分布，我们预测平均初级质量可能会继续增加，超过最高能量的Fe族元素，可能达到A ~ 90（锆），A ~ 130（碲），甚至A ~ 195（铂）峰。因此，未来在能量>~ 1 e20 eV的UHECR成分的测量可以证实或限制我们的模型，并可能探测GRB外流的性质。超重核在河外背景光中的衰减长度较长，极大地扩展了可获得源的体积，增强了伽玛暴作为超高能ECR源的能量约束。
2011-05-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Polarization From A Radially Stratified Off-Axis GRB Outflow
虽然伽马射线暴（GRB）的主要辐射机制仍然是一个有争议的问题，同步辐射是描述多波长余辉观测的最重要的候选者之一。因此，预计伽玛暴应该在其演化过程中呈现一定程度的偏振-这是探测这些爆发的能量和角度特性的可行方法。虽然由于伽玛射线暴观测的固有复杂性，获得偏振数据是困难的，但正在取得进展，同步加速器偏振的理论建模现在比以往任何时候都更加相关。在这篇手稿中，我们提出了一个基准模型的同步加速器前向冲击辐射辐射在辐射绝热制度演变的偏振描述的径向分层离轴流出。这是参数化的幂律速度分布和减速在一个恒定的密度和风一样的外部环境。我们应用此理论偏振模型为选定的爆发提出离轴余辉发射的证据，包括最近的孤儿GRB候选人观察到的尼尔·格瑞尔斯斯威夫特天文台和一些引力波（GWs）的事件，可以产生电磁辐射。在GRB 170817 A的情况下，我们需要在无线电波长的偏振上限，以约束其磁场几何。
2022-11-22 astro-ph.HE
Evidence of an initially magnetically dominated outflow in GRB 080916C
伽马射线暴（GRB）喷出物的成分至今仍是一个谜。标准模型调用了一个最初由重子物质组成的热“火球”。本文分析了Fermi卫星探测到的GRB 080916 C的宽带谱。所有五个时期的无特征带谱以及在这次爆发中探测到的>~10 GeV光子对瞬发发射半径（通常>~ 10^{15} cm）产生了强烈的约束，与发射过程的细节无关。没有检测到重子模型预测的热分量，这强烈表明流出能量的很大一部分最初不是以“火球”的形式，而是很可能以重子物质夹带的坡印廷通量的形式。如果玻印廷通量不直接转换为光球层以下的动能，那么在光球层半径处玻印廷通量与重子通量之比至少为~（15-20）。
2009-07-11 astro-ph.HE
The emission mechanism in magnetically dominated GRB outflows
本文研究了坡印廷通量主导的伽马射线暴（GRB）辐射区的条件。由于巨大的磁能密度，相对论电子将在这样的区域通过同步加速器极其迅速地冷却。由于没有已知的机制，可以与同步加速器竞争，它必须是即时的亚MeV发射源。这对外流的大小和洛伦兹因子设置了严格的限制。此外，同步加速器冷却效率太高。与观测结果相比，它过度产生了光学和X射线。如果电子在每个脉冲期间被重新加速多次（$\gtrsim 5\times 10^4$）（或被连续加热），或者如果它们在冷却之前逃离发射区域，则可以避免这种低能发射的过度产生。我们探讨了这两种模型的局限性，实际上排除了后者，并表明前者需要两种不同的加速机制，以及一个非常大的磁能重子能量比。任何基于坡印廷通量主导的辐射区的伽玛暴模型都必须证明这些条件是如何满足的。我们的结论是，如果伽玛暴喷流发射磁主导，他们必须以某种方式耗散他们的大部分磁能之前，他们到达的发射区。
2014-06-06 astro-ph.HE
Ultra-relativistic, neutrino driven flows in GRBs: A double transonic flow solution in Schwarzschild spacetime
本文计算了Schwarzschild黑洞极区中微子湮灭驱动的流体动力学双跨音速流在不同能量沉积剖面下的结构。要求流入黑洞和流出到无穷远的流都能平稳地通过它们的音速点，这就确定了驻点半径和驻点压力。流出的渐近功率被示出为在停滞半径以上的能量沉积率的积分。流出生产效率取决于能量沉积剖面，并且对于较浅的剖面通常较高。使用最近的中微子湮灭率的计算，我们估计，超过50%的总能量沉积在视界以上，可以出现在无穷远的相对论流出的形式。在流出物的膨胀过程中等离子体的连续产生导致产生大的比熵。这对伽玛暴中的瞬发光球辐射有重要意义。
2013-03-18 astro-ph.HE
Brightening X-ray Emission from GW170817/GRB170817A: Further Evidence for an Outflow
中子星合并GW 170817/GRB 170817 A的X射线发射的起源是合并后不稳定叙述的关键诊断，不同的场景预测其X射线光变曲线的不同演变。由于它的天空接近太阳，敏感的X射线监测GW 170817/GRB 170817 A一直是不可能的，因为以前的检测在爆发后16天。我们提出了新的，深钱德拉观测GW 170817/GRB 170817 A在109天后爆发，立即太阳的限制被解除。X射线发射从0.3-8.0 keV的3.6 x 10^-15 erg/s/cm ^2（第16天）增亮到15.8 x 10^-15 erg/s/cm ^2（第109天），增亮速率与射电观测相似。这证实了X射线和无线电发射具有共同的起源。我们发现，X射线光变曲线是一致的外流余辉模型，其中流出可以是一个茧冲击射流，动态喷出物合并，或离轴结构射流。进一步的深度X射线监测可以对这些模型的物理参数施加强有力的约束，既可以对同步加速器冷却突破通过X射线带进行计时，也可以检测X射线光子指数的相关陡化。最后，X射线增亮强化了简单的离轴顶帽喷流模型与GW 170817/GRB 170817 A的最新观测结果不一致的论点。
2017-12-27 astro-ph.HE
Double explosions and jet formation in GRB-supernova progenitors
长伽玛暴的前身，以及一般的核心坍缩超新星，可能有两个独立的机制驱动外流：准各向同性中微子驱动的超新星爆炸，然后是由伽玛暴中心引擎、黑洞或磁星驱动的高度准直的相对论外流。我们考虑了GRB驱动的第二次爆炸通过由主超新星激波通过产生的膨胀包层传播的动力学。在中心核之外，在SN激波爆发产生的陡峭密度梯度区域，加速的次级准球形GRB激波变得不稳定，在某些条件下，当流动几乎完全沿着近似圆柱形的准直通道膨胀时，可能形成高度准直的射流，即“烟囱”。因此，弱非球形驱动和/或风腔的非球形初始条件可产生高度非球形的喷射流出。对于亮度恒定的GRB中央引擎，当包线ρ~ r^{-ω}中的密度梯度比ω>4陡时，会出现这种情况。
2010-09-03 astro-ph.HE
The Jet Composition of GRB 230307A: Poynting-Flux-Dominated Outflow?
本文通过两种独立方法研究GRB 230307A的喷流成分，发现其高磁化参数和高辐射效率支持坡印廷能流主导的ICMART模型，并讨论了其源于致密星并合的可能统一图像。
2024-01-13 astro-ph.HE hep-ph
GRB 210121A: Observation of photospheric emissions from different regimes and the evolution of the outflow
GRB 210121 A于2021年1月21日由Insight-HXMT，引力波高能电磁配对全天监测器（GECAM），费米伽马射线暴监测器（Fermi/GBM）观测到。在这项工作中，光球发射从结构喷流是最好的解释伽玛暴210121 A的即时发射阶段和不同制度的发射轴上观察。特别地，在瞬发的前1.3s内首先观测到中间光球层的辐射，而在饱和区则观测到中间光球层的辐射，这与以往的研究结果相比提供了一种新的解释。此外，考虑中间光球层的辐射可以很好地解释脉冲过程中低能光子指数$α$的变化。此外，通过时间分辨分析提取了喷流的演化过程，得到了$Γ_0 \propto L^{0.25\pm0.05}_0$关联式，表明喷流可能主要由超吸积盘中的中微子湮灭产生.
2022-06-04 astro-ph.HE
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
Spectral components in the bright, long GRB 061007: properties of the photosphere and the nature of the outflow
我们提出了一个时间分辨光谱分析的明亮，长GRB 061007（z=1.261）使用雨燕BAT和朱雀WAM数据。我们发现，即时发射的GRB 061007可以同样很好地解释了光球组件连同幂律的带函数，我们探讨了前一个模型的影响。光球的组成部分，我们的模型与多色黑体，占主导地位的排放，并有一个非常稳定的形状在整个爆发。这个分量为在爆发中看到的硬度-强度相关性提供了一个自然的解释，也使我们能够估计光球层的体积洛伦兹因子和半径。幂律分量在高能量下主导拟合，并且具有几乎恒定的斜率-1.5。我们讨论的可能性，这部分是相同的起源最近观察到的一些费米LAT爆发的高能幂律。
2011-02-23 astro-ph.HE
Short Gamma-ray Bursts: the mass of the accretion disk and the initial radius of the outflow
在这项工作中，我们估计吸积盘的质量在特定的情况下的双星中子星合并与目前的观测数据。假设短伽马射线暴（GRB）的外流是由中微子-反中微子湮灭驱动的，我们估计样品中大约一半的短暴的盘质量为$\sim 0.01-0.1 M_\odot$，与数值模拟中得到的结果一致。在其他一些短伽玛暴中发现的大质量盘（$\sim {\rm several} 0.1 M_\odot$）可能指向更有效的能量提取磁性过程或中子星和黑洞双星的祖先。我们的结果表明，一些短爆发可能是由于双中子星的合并，是有希望的引力波辐射源。对于未来的短伽玛暴与同步引力波探测，磁盘质量可能会被可靠地推断和我们的方法的有效性将被测试。我们还提出了一种方法来约束重子流出的初始半径，它是发射（$R_0$），而不需要确定一个理想的热谱。然后，我们将其应用于GRB 090510，得到了$R_0 \lesssim 6.5\times 10^{6}(Γ_{\rm ph}/2000)^{-4}$ cm，这表明中心引擎是一个质量为$< 22 M_\odot(Γ_{\rm ph}/2000)^{-4}$的黑洞，其中$Γ_{\rm ph}$是光球半径处流出的大部分洛伦兹因子。
2011-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Photosphere emission from a hybrid relativistic outflow with arbitrary dimensionless entropy and magnetization in GRBs
鉴于最近费米观测到的伽玛暴瞬发辐射谱，我们发展了一个混合相对论性出流的光球辐射理论，该出流具有热火球分量（由无量纲熵$η$定义）和冷坡印廷通量分量（由中央引擎处的磁化强度$σ_0$定义）。我们考虑的情况下，没有和亚光球磁耗散。基于一个简化的玩具模型的射流动力学，我们开发了两种方法：一个“自下而上”的方法来预测的温度（非耗散光球）和光球发射的光度和相对亮度为一对给定的$(η,σ_0)$ ;和一个“自上而下”的方法来诊断中央发动机参数（$η$和$σ_0$）所观察到的准热光球发射特性的基础上。我们发现，各种观测到的伽玛暴即时发射光谱与不同程度的光球热发射可以复制不同的$η$和$σ_0$内的非耗散光球的情况。为了重现观测到的光谱，大多数伽玛暴的外流都需要有一个显著的$σ$，无论是在中央引擎，并在光球。在距离中心发动机（一个可能的非热发射点）$10^{15}$ cm处的$σ$值通常也大于1，因此内部碰撞诱导的磁重联和湍流（ICMART）可能是驱动非热发射的机制。我们应用我们的自上而下的方法GRB 110721 A，并发现其黑体分量的时间演化行为可以很好地解释与时变的$(η,σ_0)$在中央引擎，而不是调用一个不同的引擎基础大小$r_0$的建议，由以前的作者。
2015-01-16 astro-ph.HE
The Photosphere Emission Spectrum of Hybrid Relativistic Outflow for Gamma-ray Bursts
瞬发相的光球辐射是原火球模型对伽马射线暴的自然预测，这是由于外流底部的大光学厚度（$τ>1$），并得到了几个费米伽玛暴中的准热分量的支持。然而，哪种辐射机制（光球或同步辐射）在大多数伽玛暴谱中占主导地位仍然是一个争论热点。从一个纯热火球或纯坡印廷通量主导的外流观察到的光球光谱的形状以前已经研究过。在这项工作中，我们进一步研究了光球光谱的混合流出包含一个热组件和一个磁组件与中等磁化（$σ_{0}=L_{P}/L_{\text{Th}}\sim 1-10$），通过调用概率光球模型。从这样的混合流出的高能量谱是一个幂律，而不是一个指数截止，这是兼容的大量的伽玛暴中观察到的带函数。此外，低能指数（对应于峰值通量谱）的分布被发现是相当一致的统计结果的最佳拟合的带函数的伽玛暴的峰值通量谱，具有类似的角剖面的结构射流在我们以前的工作。最后，在考虑了不同的磁加速度（由于磁重联和扭结不稳定性）和窄核的无量纲熵角分布后，可以很好地理解观测到的高能指数分布。
2021-12-01 astro-ph.HE
Evaluating the bulk Lorentz factors of outflow material: lessons learned from the extremely-energetic outburst GRB 160625B
GRB 160625 B是一个非常明亮的爆发，有很好的余辉发射。几何校正后的能量高达$\sim 5.2\times10^{52}$ erg甚至$\sim 8\times 10^{52}$ erg，使其成为迄今为止记录到的能量最高的伽玛射线暴瞬发辐射。我们分析了瞬发辐射的时间分辨光谱，发现在某些时间段内可能存在热辐射成分，并且高能辐射具有明显的截止特征。相应地估计流出材料的体积洛伦兹因子。我们发现，在热辐射模型中导出的洛伦兹因子是一致的亮度-洛伦兹因子的相关发现在其他爆发，以及在GRB 090902 B的时间分辨的热辐射分量。而光谱截止模型产生的洛伦兹因子要低得多，这与电子对康普顿散射过程所设定的约束相矛盾。然后，我们建议，这些光谱截止更有可能与粒子加速过程有关，如果光谱在相当低的能量处截止（例如，$\sim$ 10 MeV）。中心引擎的性质也被讨论过，恒星质量的黑洞很可能是首选。
2017-02-14 astro-ph.HE
The role of the magnetic fields in GRB outflows
伽马射线暴（GRB）是明亮的伽玛射线辐射的河外闪光，是宇宙中能量最大的爆炸。它们的灾难性起源（致密天体的合并或大质量恒星的坍缩）驱动了一个新生致密残骸（黑洞或磁星）的形成，为两个高度相对论性的喷流提供动力。为了区分磁化和重子喷流模型，并最终确定这些高能爆炸的动力源，我们的团队研究了爆炸后最初几分钟内光的偏振（使用全球全自主望远镜上的新型仪器），以直接探测这些河外喷流中的磁场特性。该技术允许在GRB 120308 A中检测高度偏振的光学光，并证实了在GRB（例如GRB 090102、GRB 110205 A、GRB 101112 A、GRB 160625 B）的简化样本中存在具有大规模原始磁场的轻度磁化喷流。在这里，我们讨论的意见，最具活力的和第一个伽玛射线暴检测到非常高的TeV的能量，伽玛射线暴190114 C，这开辟了一个新的前沿伽玛射线暴磁场研究表明，一些喷流可以发射高度磁化，这些磁场的崩溃和破坏在非常早期的时间可能提供动力爆炸本身。此外，我们最近对GRB 141220 A喷流的偏振观测表明，当喷出的喷射物质被周围环境减速时，前激波处的磁场放大机制（产生观测到的同步辐射所需的）会产生小的磁畴。这些测量结果验证了理论预期，并与先前的观测结果形成对比，这些观测结果表明，在无碰撞冲击（即GRB 091208 B）中存在大的磁畴。
2022-11-17 astro-ph.HE
The Origin of the Photospheric Emission of GRB 220426A
GRB 220426 A是一个以光球辐射为主的明亮的伽马射线暴。我们进行了几次测试，以推测这种光球发射的起源。无量纲熵$η$很大，如果我们假设它是由中微子-反中微子湮灭机制发射的纯热火球，这是不寻常的。此外，流出具有较大的$η$，在最初的几秒内具有较低的光度$L$，使得时间分辨的$η-L$的趋势不能被描述为$η$和$L$之间的单调正相关。几乎完全热化坡印亭通量的混合流出可以解释准热谱以及大的$η$。更重要的是，磁场的存在可以影响质子密度和中子-质子耦合效应，从而可以解释观测到的时间分辨$η-L$的变化趋势。光球发射的其他来源，如非耗散混合流出或磁重联，不支持，因为它们的辐射效率低，这与GRB 220426 A的余辉未检测到不一致。因此，我们认为混合外流可能是最有可能的来源。
2022-10-24 astro-ph.HE
MultiPulse {\it Fermi} Gamma-Ray Bursts. I. Evidence of the Transition from Fireball to Poynting-flux-dominated Outflow
在伽马射线暴（GRB）中，喷流的成分是一个尚未解决的问题。以前的一些研究表明，伽玛暴的瞬发发射光谱很可能是由几个成分，可能产生于不同的喷流成分。在这里，我们提出了一个系统的分析，以寻找伽玛暴，似乎显示过渡从火球之间的坡印廷通量主导的外流以及分离脉冲在一个单一的爆发，如伽玛暴160626 B，使用伽马射线暴监测数据的\emph{Fermi}卫星。我们获得了43个具有明显多脉冲的伽玛暴，通过时间积分谱分析，发现其中有9个（21%）暴可能存在这种跃迁。然后，我们选择了进一步的四个突发与足够的质量的数据进行详细的时间分辨光谱分析，我们发现，在三个突发的热脉冲是一个前兆。此外，基于时间分辨光谱，我们约束这些热脉冲的外流性质，并发现它们与光球发射的典型性质一致。此外，较软的低能量光谱指数的后期脉冲是兼容的光学薄同步辐射模型。我们的分析表明，多脉冲{ \it Fermi}爆发的一个很好的分数可以获得从火球到坡印廷通量主导流出的转变。
2019-11-08 astro-ph.HE
Do Fermi-LAT observations imply very large Lorentz factors in GRB outflows ?
最近的几个伽玛暴的GeV光子的费米-LAT检测意味着巨大的体积洛伦兹因子，以避免在高能量的大伽玛光学深度。在最极端的情况下，估计值可高达Gamma ~ 1000。这对伽玛暴的中央发动机和喷流加速模型提出了严格的限制。然而，这些估计值是从简化的单区模型中获得的。本文提出了一种更符合实际的计算方法，它考虑了存在于具有多个相对论运动发射区的外流中的与时间、空间和方向有关的光子场。该方法具有一般性，可适用于多种γ射线暴瞬发模型。我们提出的内部冲击模型的框架内的数值实现所获得的结果。结果表明：（1）如果GeV和MeV的辐射产生于同一区域，则亮LAT伽玛暴的最小洛伦兹因子Gamma_min比以前的估计值减小2-3倍;如果GeV辐射产生于较大半径，则减小2-8倍。我们提供了一个改进的近似公式Gamma_min这是在很好的协议与我们的数值结果，并可以直接应用到LAT GRB数据;（ii）延迟GeV的发病可能是由于时间演化的不透明度。作为前两个结果的一个例证，我们提出了一个合成的GRB，它再现了GRB 080916 C的大部分特征，平均洛伦兹因子为~ 340，在bin 'b'中3GeV处γ γ不透明度的光学薄区，MeV光变曲线的变化时标为0.5s，GeV发射的开始延迟~ 5s;（iii）伽马伽马不透明度可以平滑GeV光变曲线中的短时间尺度变化。这最后一个结果意味着，在高能量下观察到的变化不一定是一个…
2012-04-04 astro-ph.HE
The r-process nucleosynthesis in the outflows from short GRB accretion disks
短的伽马射线暴需要一个旋转的黑洞，周围环绕着磁化的相对论性吸积盘，例如由合并的双中子星或中子星-黑洞系统形成的吸积盘。克尔黑洞的吸积是产生无重子相对论性喷流的机制。一个额外的非准直流出，包括亚相对论性的富含中子的材料，变得不受热，磁和粘性力的约束，是蓝色和红色千诺瓦的原因。我们用相对论磁流体力学模拟吸积盘，并采用真实的核物质状态方程，探讨了二次外流的形成、组成和几何结构。我们计算的核合成r-过程的产量通过采样的流出与一组密集的示踪粒子。在新合成的原子核中，来自残余r-过程放射性的核加热预计将为红色千诺瓦提供动力，独立于动力学喷出物成分，在合并时发射，以及中子贫的宽极流出，由中微子风从超大质量中子星表面发射。我们的模拟表明，磁盘的磁化和高黑洞自旋都能够发射快速风外流（$v/c\sim 0.11-0.23$）与广泛的电子分数$Y_{\rm e}\sim 0.1-0.4$，并帮助解释在kilonova光变曲线中观察到的多个组件。通过非束缚流出从合并后盘的总质量损失在初始盘质量的2%和17%之间。
2019-07-16 astro-ph.HE
Deep Newtonian Afterglows: Theoretical Light Curves for Quasi-spherical Outflows
Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文学研究所）；Center for Theoretical Physics of the Universe, Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院宇宙理论物理中心）；Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国家天文台）；Space Science Institute（空间科学研究所）
研究准球形外流在深牛顿阶段的晚期伽马射线暴余辉，发展同步辐射分析框架，提供多波段光变曲线和闭合关系，并应用于GRB 171205A及短暴样本。
2026-06-24 astro-ph.HE
GRB physics with Fermi
在瞬发相、耀斑和余辉中的伽玛暴辐射被认为是由磁场中的加速电子产生的。这种辐射可能产生于重子外流的无碰撞激波或磁主导（坡印廷通量驱动）外流的重联点（至少对于瞬发和耀斑），在那里可能根本没有激波形成。最近一个惊人的发现是，在重联过程中，通过韦伯不稳定性产生了强的小尺度磁场，非常像相对论冲击产生的磁场。在过去的几年里，相关的物理学已经成功地在2D和在一定程度上在3D中使用PIC模拟进行了广泛的研究。我们讨论了如何这些模拟预测的MeV范围内的同步辐射/抖动发射在一些伽玛暴，这可以观察到费米。回顾了最近在韦伯抖动范式下对GRB瞬发辐射的光谱变率和光谱相关性进行建模的结果，重点是观测预测。
2008-12-31 astro-ph.HE
GRB 180418A: A possibly-short GRB with a wide-angle outflow in a faint host galaxy
本文对${\it Swift}$ /BAT和${\it Fermi}$ /GBM发现的GRB 180418 A的余辉和宿主星系进行了X射线和多波段光学观测。我们提出了一个重新分析的GBM和BAT的数据推导出的即时发射的持续时间分别为$T_{90}\approx$ 2.56秒和$\approx$ 1.90秒。在硬度- $T_{90}$平面中对1405个爆发的${\it Fermi}$ /GBM目录（2008-2014）进行建模，我们获得GRB 180418 A是短硬爆发的概率为$\approx$ 60%。结合${\it Swift}$ /XRT和${\it Chandra}$观测，在爆发后38.5天，X射线余辉被探测到$\approx$，并与$F_{\rm X} \propto t^{-0.98}$表现出单一的幂律衰减。双子座的后期观测揭示了一个微弱的r $\approx$ 25.69等的主星系，角偏移量为$\approx$ 0.16“。在可能的红移z $\approx$ 1-2.25范围内，我们发现GRB 180418 A的X射线余辉光度在所有有同期数据的时期都介于短和长GRB之间，并且GRB 180418 A更接近于短GRB的$E_{γ,{\rm peak}}-E_{γ,{\rm iso}}$关联。利用标准同步辐射模型对多波长余辉进行了模拟，得到了爆发特性，并得到了喷流张开角为$…
2021-03-25 astro-ph.HE
Outflows from black hole hyperaccretion systems: short and long-short gamma-ray bursts and "quasi-supernovae"
一些与中子星（NS）-NS或黑洞（BH）-NS并合有关的长伽马射线暴（LGRB）以及一些可能由类星体产生的短伽马射线暴（SGRB）的探测混淆了两类伽马射线暴（GRB）的界限。在这两种情况下，中心引擎的一个可能的候选者是一个BH，周围环绕着一个具有强烈外流的超吸积盘，发射由布兰德福德-兹纳杰克机制驱动的相对论喷流。在紧凑的二元合并的框架下，我们测试的BH超吸积流入流出模型的适用性供电观测到的伽玛暴。我们发现，低流出比，$\sim 50\%$，合并后的超吸积过程不仅可以电源所有的SGRB，但也大多数的LGRB。一些LGRB可能确实起源于BH超吸积场景中的合并事件，至少在能量需求方面。此外，千新星可能是由富含中子的外流产生的，它们的光度和时间尺度明显取决于外流的强度。伽玛暴及其相关的千新星在盘质量和总能量收支上相互竞争。外流越强，千新星的特征就越类似于超新星（SNe）。这种“新星”可称为“准超新星”。
2018-04-16 astro-ph.HE
Observational signatures of stellar explosions driven by relativistic jets
相对论性喷流在与伽马射线暴（GRB）有关的超新星（SN）中解开恒星包层的作用尚不清楚。为了研究这一点，我们探索了由喷流驱动的恒星爆炸的观测特征。我们专注于在这样的爆炸流出的最终速度分布，并比较其观测印记SN/GRB数据。我们发现，射流驱动爆炸产生的外流与单位对数尺度的适当速度的能量分布平坦。平坦的分布似乎是普遍的，因为它是独立的射流和我们探索的祖属性。典型伽玛暴参数的平坦分布的速度范围是$γβ\approx 0.03-3$，其中$γ$是外流洛伦兹因子，$β$是其无量纲速度。一个平坦的分布也被视为准直扼流射流的最高出流速度随深度的射流被扼流。与SN/GRB的观测结果进行比较，排除了喷流作为这些事件中唯一爆炸源的可能性。相反，在SN/GRB中，坍缩的恒星必须将其能量沉积到两个通道中-一个准球形（或广角）通道和一个窄准直通道。前者携带大部分能量，是SN亚相对论喷出物的主要来源;后者携带总流出能量的0.01-0.1，是GRB的来源。有趣的是，在合并的双星中子星GW 170817中看到了相同的两个通道，具有相似的能量比，这表明在这两种现象中有相似的引擎在工作。
2022-01-20 astro-ph.HE
GW170817 Afterglow Reveals that Short Gamma-Ray Bursts are Neutron Star Mergers
通过模拟GW170817的余辉光变曲线，系统地研究了GW170817的外流结构，并与27个宇宙学短伽玛暴样品进行了比较。我们发现宇宙学短暴与相对论结构喷流GW170817具有相同的外流结构。GW170817的喷注张开角为$6.3^{+1.1}_{-0.6}{}^{\circ}$，与宇宙学短暴（$θ_0 = 6.9^\circ \pm 2.3^{\circ}$）的喷注张开角一致。我们的分析表明，GW170817被视为离轴（$θ_{\rm obs} = 30^{+7}_{-4}{}^{\circ}$），而宇宙学短伽玛暴被视为轴上（$θ_{\rm obs} \lesssim θ_0$）。GW170817余辉的特殊性质可以单独用观察角度的差异来解释。我们证明了GW 170817余辉的光变曲线，如果从轴上看，是一致的宇宙学短伽玛暴。GW170817的其他性质，如洛伦兹因子$Γ\approx 150$、谱指数$p \approx 2.15$、各向同性等效能量$E_{\rm iso} \approx 8 \times 10^{52}$ erg和星际介质密度$n_0 \approx 10^{-2}$质子cm $^{-3}$等，都很好地符合宇宙学短伽玛暴的性质。GW170817外流结构与宇宙学短伽玛暴结构的相似性表明宇宙学短伽玛暴可能是中子星并合。
2019-05-07 astro-ph.HE
Do Prompt Gamma-ray Burst Fireball Composition Impact on Afterglow Emission? Cases Study for Long GRBs 080916C/090902B and Short GRBs 090510/130603B
Guizhou Normal University（贵州师范大学）；Guangxi University（广西大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
通过分析两个长暴和两个短暴的多波段余辉，发现火球成分不影响余辉，而环境介质密度起关键作用。
2026-06-23 astro-ph.HE
The GRB luminosity function in the internal shock model confronted to observations
我们计算的预期亮度函数的伽玛暴的背景下，内部冲击模型。我们假设GRB中心引擎产生相对论性外流，其特征在于注入动能Edot和对比度的分布在洛伦兹因子Kappa = Gamma_max/Gamma_min中。我们发现，如果对比度的分布向下延伸到接近于1的值（即，如果高度可变和平滑的外流都可以存在），则光度函数有两个分支。在高光度下，它遵循Edot的分布，而在低光度下，它接近斜率为-0.5的幂律。然后，我们检查现有的数据是否可以约束光度函数。使用对数N -对数P曲线，明亮的BATSE爆发的Ep分布和HETE 2获得的XRF/GRB比，我们表明，单一和破碎的幂律可以提供同样好的拟合这些数据。因此，目前的观察无法支持另一种形式。然而，当采用破幂律时，它们清楚地表明低光度斜率~ -0.6 +-0.2，与内部激波模型的预测一致。
2010-03-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
GRB 110731A: Early afterglow in stellar wind powered by a magnetized outflow
GRB 110731 A是观测到的能量最高的伽马射线暴之一，能量范围从光学到GeV。先前对瞬发相的分析揭示了与费米观察到的大面积望远镜（LAT）爆发的相似之处：i）高能发射（$> 100$ MeV）的延迟开始，ii）稍后时间的短暂明亮峰值和iii）从这个阶段持续数百秒的时间延长组件。除了瞬发阶段，在不同时期的多波长观测表明，光谱能量分布更好地拟合风余辉模型。我们提出了一个轻子模型的基础上早期的余辉，在恒星风的祖先。我们应用这个模型来解释的时间延长LAT发射和最明亮的LAT峰所表现出的即时相的GRB 110731 A。此外，使用相同的一组参数，我们描述了多波长余辉观测。通过前向激波的同步辐射解释了时间上扩展的LAT、X射线和光通量的起源，并描述了引起反向激波的同步辐射自康普顿发射的最亮LAT峰。该模型中所需的体洛伦兹因子（$Γ\simeq520$）位于大多数LAT探测到的伽马射线暴所需的数值范围内。我们表明，在反向冲击区的磁场强度是$\sim$ 50倍强于在前向冲击区。这一结果表明，对于GRB 110731 A，中央发动机可能夹带着强磁场。
2015-03-25 astro-ph.HE
A Narrow Short-Duration GRB Jet from a Wide Central Engine
我们使用二维相对论流体动力学数值计算表明，高度准直的相对论喷流可以产生在中子星合并模型的短期伽马射线暴，而不需要一个高度定向发动机或一个大的净磁通量。即使是在小尺度上产生非常宽的持续流出的流体动力发动机，原则上也可以产生高度准直的相对论性喷流，这是由致密的周围介质促成的，该周围介质提供围绕射流核心的茧。相对于周围气体的扁圆几何形状显著增强了准直过程。先前的数值模拟显示，两颗中子星的合并会产生一个扁扁的、不断膨胀的动态喷出物云。我们表明，这种气体可以有效地准直中央发动机的功率，就像周围的恒星在长时间的GRB模型。对于典型的短持续时间GRB中央发动机参数，我们发现喷气机的开口角度为10度的顺序，其中一大部分的总流出功率的中央发动机驻留在高度相对论性材料。这些结果预测了大的差异，从双中子星合并与中子星-黑洞合并流出的开放角度。
2015-05-20 astro-ph.HE
A Tale of Two Jets: Double Relativistic Outflows from Close Binary GRB Progenitors
Institute for Frontier in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究院）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）
研究提出双喷流模型，探讨紧密双星GRB前身中第二喷流的动力学及其观测特征，通过洛伦兹因子比、对齐角和时间延迟影响观测信号，预测SKA、eXTP等观测手段可验证该模型。
2026-03-29 astro-ph.HE
Interpreting GRB170817A as a giant flare from a jet-less double neutron-star merger
我们发现GRB 170817 A和GW 170817之间的延迟与离轴相对论性喷流的去束发射是不相容的。即时发射和随后的无线电和X射线观测可以在类似巨型耀斑的情况下进行解释，这是由磁流体动力学放大产生的超强磁场驱动的相对论外流的结果，在合并的祖双中子星双星期间。在这样的图像中，数据表明外流必须具有陡峭的速度剖面，具有相对快的尾部延伸到Gamma~8。由于发射这种外流的条件是相当普遍的，并且速度剖面的存在是加速过程的自然期望，大多数中子星双星合并应该具有这种准各向同性的硬X射线发射分量，这可以成为发现与相对较近的引力波事件相关的额外千新星的强有力的指导。
2018-08-27 astro-ph.HE
Following the jet interaction with a post-merger disk outflow
本文通过模拟真实并合后吸积盘外流与相对论喷流的相互作用，揭示其复杂动力学及r过程核合成效应，指出结果显著区别于传统对称同源星风模型。
2024-01-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
A magnetar-powered jet-wind outflow in gamma-ray burst-associated supernovae: Application to the thermal components of GRB 060218-SN 2006aj
Guangxi University（广西大学）
本研究提出磁星驱动的喷流-风双成分模型，成功解释GRB 060218-SN 2006aj的软X射线黑体辐射与双峰紫外/光学光变曲线，揭示同一中心引擎通过不同能量注入通道产生多波段热辐射。
2026-09-24 astro-ph.HE
Constraining Magnetization of Gamma-Ray Bursts Outflows using Prompt Emission Fluence
本文考虑了在坡印亭流主导的外流中，局部磁能量耗散过程对相对论外流的加速和加热。采用标准假设，即重联率与阿尔芬速度成比例，我在这里表明，作为热光子耗散的能量的分数不能超过光球层的动能的（13 $\hat γ-14)^{-1} = 30$ %（对于绝热指数$\hat γ= 4/3$）。即使在辐射效率最高的情况下，在瞬发阶段作为非热光子释放的能量至多等于外流的动能。这些结果意味着，可以在余辉阶段完成的动能的量热法，可以用来约束伽马射线暴（GRB）流出的磁化。我讨论了最近的观测状况，其影响约束的伽玛暴外流的磁化。
2017-10-31 astro-ph.HE
Theoretical Description Of GRB 160625B with Wind-to-ISM Transition and Implications for a Magnetized Outflow
GRB 160625 B是近年来最明亮的爆发之一，费米和斯威夫特卫星以及地面光学望远镜在三个不同的事件中同时观测到，这些事件相隔很长一段时间。本文叙述了GRB 160625 B的非热多波长观测，并讨论了早期GRB 160625 B从风型介质到星际介质的过渡阶段。（事件二）和已故的（事件三）早期余辉的多波长观测结果与恒星风介质中从$\sim$ 150 s开始的余辉演化一致，而晚期余辉的观测结果与恒星风介质中从150 s开始的余辉演化一致。余辉与星际介质（ISM）中的余辉演化是一致的。当喷流减速时，风到ISM的转变被计算为在$\sim 8\times 10^3$ s处，距离前身$\sim$ 1 pc。使用标准的外激波模型，同步辐射和同步辐射自康普顿发射反向冲击需要模拟的GeV $γ$ -射线和光学观测的早期余辉，和同步辐射从绝热前向冲击描述的X射线和光学观测的晚期余辉。推导出的磁化参数的值，斜率的快速衰减的光学闪光和推断的磁场表明，坡印廷通量占主导地位的喷流模型与任意磁化可以占GRB 160625 B所表现出的光谱特性。
2017-09-09 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 impact of disk outflows on the structure of short GRB jets at large scales
本研究通过二维狭义相对论流体动力学模拟，探究盘风对短伽马射线暴喷流在大尺度传播的影响，发现盘风显著改变喷流准直、茧层结构及能量转换，并可能影响余辉辐射。
2025-03-01 astro-ph.HE
The History of GRB Outflows: Ejection Lorentz Factor and Radiation Location of X-Ray Flares
本文对Swift/X射线望远镜观测到的29个伽玛暴的明亮X射线耀斑的陡衰变段进行了时间分辨光谱分析，并用曲率效应模型模拟了它们的光变曲线和谱指数演化行为。结果表明，观测到的快速通量衰减和强光谱指数随时间的演化可以很好地用该模型拟合，导出的特征时间尺度（$t_c$）在$33\sim 264$秒范围内。利用由瞬发γ射线导出的峰值亮度与洛伦兹因子之间的经验关系，我们估算了耀斑的洛伦兹因子（$Γ_{\rm X}$）。我们得到了中值为$52$的$Γ_{\rm X}=17\sim 87$，它小于瞬发γ射线火球的初始洛伦兹因子。利用导出的$t_c$和$Γ_{\rm X}$，我们对13个X射线耀斑的辐射区域进行了约束，得到了小于耀斑峰值时刻余辉火球半径的$R_{\rm X}=(0.2\sim 1.1)\times 10^{16}$ cm。将我们的结果与一个初始Lorentz因子已知的伽玛暴样品结合，发现了一个从瞬发γ射线相到X射线历元的长演化特征，即$Γ\propto [t_{p}/(1+z)]^{-0.69\pm 0.06}$。这些结果可能揭示伽玛暴中心引擎的长期演变。
2016-12-22 astro-ph.HE
Magnetar Giant Flare Originated GRB 200415A: Transient GeV emission, Time-Resolved $\rm E_p~ -~L_{iso}$ Correlation, and Implications
巨耀斑（GF）是软伽马射线中继器（SGR）发出的不寻常的爆发，它在几分之一秒内释放出巨大的能量。这些SGR-GF或GF候选物的余辉发射是辨别其组成、相对论速度和发射机制的非常有益的手段。GRB 200415 A是最近发现的GF候选者，其观测方向与附近的玉夫座星系一致，速度为3.5 Mpc。在这项工作中，我们寻找瞬态伽玛射线辐射在过去的观测费米-LAT在GRB 200415 A的方向。这些观测结果证实了GRB 200415 A仅被观测到一次GeV的瞬态源。一个纯粹的对等离子体火球不能提供所需的能量的解释GeV余辉发射和重子穷人外流另外需要解释余辉发射。一个重子丰富的外流也是可行的，因为它可以解释的可变性和观察到的准热光谱的即时排放，如果耗散是通过内部冲击发生在光球层以下。利用时间分辨瞬发光谱的峰值能量（$E_p$）及其通量（$F_p$），我们发现了GRB 200415 A的$E_p$与$F_p$或$E_p$与各向同性光度$L_{\rm iso}$之间的相关性。这支持了SGRs-GF中发现的$E_p$ - $E_{\rm iso}$相关性的内在本质，因此有利于重子贫流出。我们的研究结果还表明，在工作过程中的初始尖峰不同的机制，并在此流出的即时发射光谱特性的演变将本质上是由于注入过程。
2021-06-04 astro-ph.HE
Properties of Short GRB Pulses in the Fourth BATSE Catalog: Implications for Structure and Evolution of the Jetted Outflows
针对单峰短伽马射线暴（sGRB）和双峰sGRB脉冲时间特性对比研究的不足，利用BATSE时间标记事件（TTE）数据，对100个BATSE sGRB的脉冲时间特性进行了研究。对单峰、双峰和三峰sGRB的243个单个脉冲进行拟合，得到了它们的脉冲不对称性、幅度、峰时和脉宽等统计特性。对于双峰sGRB，根据两个相邻峰的重叠率，我们首先将双峰sGRB定义为M-紧型和M-松型两种类型，发现第一个脉冲大多与单峰sGRB相似。我们研究了不同能带之间的半峰全宽（FWHM）与光子能量的关系。有趣的是，发现单峰和双峰sGRB的半高宽与光子能量之间确实存在指数为-0.4的幂律关系。更有趣的是，我们注意到，幂律关系与一个积极的指数也存在几个特殊的短爆发。考虑到脉冲的三种典型时间尺度，即角扩展时间尺度、动力学时间尺度和冷却时间尺度，我们认为不同的幂律指数和脉冲轮廓演化可以作为诊断相对论喷射外流结构和演化的有效探针。
2020-03-27 astro-ph.HE
Past Galactic GRBs, and the origin and composition of ultrahigh-energy cosmic rays
皮埃尔·俄歇天文台的最新结果表明，超高能宇宙射线（UHECR）的化学成分与能量有关，在高能量下重元素的比例不断增加。这指出了银河系源的不可忽视的贡献，例如过去的伽马射线暴和银河系中其他罕见但强大的恒星爆炸。银河系磁场中的扩散效应改变了观测到的成分，并使UHECR的通量各向同性，在银河系中心方向上的各向异性高达百分之几，以及由于最近/最近爆发的位置而具有“热点”的一些小尺度各向异性。
2010-07-06 astro-ph.HE hep-ph
Late-afterglow Emission from a Quasi-spherical Outflow in a stratified environment
Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）；Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）；University of Alabama in Huntsville（阿拉巴马大学亨茨维尔分校）；University of Rome - Tor Vergata（罗马托维加塔大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（日本高级研究院）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
针对伽马射线暴准球对称外流的晚期余辉问题，建立了包含分层密度等因素的解析模型，通过低光度GRB样本观测分析验证了恒密度环境的合理性，并纳入了短暴多波段上限约束。
2025-09-30 astro-ph.HE
The Broad-band Counterpart of the Short GRB 200522A at $z=0.5536$: A Luminous Kilonova or a Collimated Outflow with a Reverse Shock?
我们提出了发现的射电余辉和近红外（NIR）对应的斯威夫特短GRB 200522 A，位于一个小的$\approx 1$千秒差距的年轻，恒星形成的宿主星系在$z=0.5536$中心的投影偏移。余辉的射电和X射线光度与轴上宇宙学短伽玛暴一致。我们在$\approx2.3$天的静止帧时间的HST观测揭示的NIR对应物具有$\approx (1.3-1.7) \times 10^{42}$ erg s $^{-1}$的光度。这是大大低于轴上短伽玛射线暴余辉检测，但$\approx 8$-$17$的一个因素比GW 170817的kilonova更明亮，并显着比任何kilonova候选人，其中可比的观测存在更明亮。对应物的颜色（$i-y = -0.08\pm 0.21$ ;静止帧）和光度的组合不能单独用标准的放射性加热来解释。我们提出了两种方案来解释GRB 200522 A的宽带行为：一个同步加速器前向冲击与发光kilonova（可能由磁星能量沉积），或正向和反向冲击从$\approx14^{\circ}$，相对论（$Γ_0 \gtrsim 80$）射流。包括增强的放射性加热速率、低镧系元素质量分数或来自后期中央发动机活动的额外加热源的组合的模型可以提供可行的替代解释。如果伽玛暴200522 A中确实产生了稳定的磁星，我们预测，在爆发后数年，从$\approx 0.3$ - $6$开始，可以检…
2020-08-19 astro-ph.HE
GRB Spectrum from Gradual Dissipation in a Magnetized Outflow
伽玛射线暴（GRB）瞬发光谱的建模有时需要一个（准）热谱分量除了带函数。在光球辐射模型中，预计在光球半径$r_{\rm ph}\sim10^{12}\,$ cm处释放一个因次光球耗散而变宽的显著热分量。我们考虑一个超相对论性强磁化外流与条纹风磁场结构进行逐步和连续的磁能耗散在$r<r_s$加热和加速流动，导致大量的洛伦兹因子$Γ(r)=Γ_\infty\min[1,(r/r_s)^{1/3}]$，其中通常$r_{\rm ph}<r_s$。类似的动力学和能量耗散率也预计在高度可变的磁化流出没有条纹/场反转。粒子能量注入的两种模式被认为是：（a）幂律电子，例如加速磁重联，和（b）连续分布加热的所有电子（和$e^\pm$ -对），例如由于MHD不稳定性。时间分辨的能量谱得到使用的数值代码，演变耦合动力学方程的光子-电子-正电子等离子体。我们发现（i）对于红移为$z$的源，热分量峰值在$(1+z)E_{\rm pk}\sim0.2-1\,$ MeV，如果总注入能量密度超过热分量，热分量变为次显性;（ii）幂律电子主要通过同步辐射冷却，而在分布加热方案中，温和的相对论和几乎单能电子通过热峰值光子的康普顿化冷却，（iii）这两种情况都可以在$E_{\rm br}\approx E_{\rm th}$处产生低能突破，以及（iv）在幂律注入情况下，$0.5(1+z)^{-1}\,$ keV X射线…
2020-09-16 astro-ph.HE
Effects of Fall-Back Accretion on Proto-Magnetar Outflows in Gamma-Ray Bursts and Superluminous Supernovae
快速旋转的强磁化原中子星（“毫秒原磁星”）是长持续时间伽马射线暴（GRB）、超亮超新星（SLSNe）和双中子星合并的候选中心引擎。磁星的诞生可能伴随着恒星碎片的回落，在爆炸后持续数秒或更长时间。吸积通过以下方式改变磁星的演化：（1）提供额外的旋转能量来源（2）通过压缩磁层和扩大开放磁场线的极冠区，增强了偶极速率以上的自旋下降光度;（3）提供额外的吸积动力中微子光度，即使在磁星内部中微子光度下降后，也能维持风的重子负载。吸积磁星的喷流功率和磁化强度的复杂演化更容易解释高的56 Ni产额GRB SNe和一些GRB光变曲线的不规则时间演化（例如~在主要发射事件之前，伴随有前兆的爆发，随后是长的静止间隔）。额外的重子加载从吸积动力中微子照射的磁星极帽延长的时间框架内，射流磁化是在必要的范围sigma ~<1 e3的有效的伽马射线发射，从而容纳伽玛射线暴与超长的持续时间。虽然吸积并没有显著提高最大能量预算的限制<~几个1 e52尔格的孤立磁星，它大大扩大了磁场强度的范围和出生旋转周期能够驱动伽玛暴喷流，减少磁星之间的差异属性通常调用来解释伽玛暴与SLSNe。
2018-02-21 astro-ph.HE
Early Rebrightenings of X-ray Afterglows from Ring-Shaped GRB Jets
在某些伽马射线暴（GRB）的余辉中，观测到了暴后10^2 - 10^4秒的早期再亮现象。与X射线耀斑不同的是，这些再亮现象通常会持续相当长的时间。连续能量注入机制通常只能在余辉光变曲线中产生平台，而不能产生再亮。此外，突然的能量注入可以产生重新明亮，但重新明亮有点太快了。在这里，我们认为，早期的再亮可以产生的环形喷流模型。在这种情况下，伽玛暴外流不是一个完整的圆锥体，而是一个中心中空的环。假设视线位于空心锥的中心对称轴上，计算了出流的整体动力学演化，得到了多波段余辉光变曲线。结果表明，在这个框架下，可以很好地解释051016 B、060109、070103和070208等几个伽玛暴余辉中观测到的早期再亮现象。这些持续时间较长的早期再亮现象可能是由环形喷流引起的。
2010-08-10 astro-ph.HE
Determination of the Angular Distributions of Dynamical and Emission Parameters of GRB Relativistic Outflows
Intelligence and Space Research, MS D440, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本研究扩展了大角度发射模型以包含磁场方向效应，应用于七个GRB，确定了核心参数Gamma_c*theta_c约为3.0，并发现磁场方向影响光变曲线曲率，其中平行磁场从未在核心中识别出。
2026-09-16 astro-ph.HE
Reply to [arXiv:1105.5147] "Are GRB 090423 and Similar Bursts due to Superconducting Cosmic Strings?"
由超导宇宙弦驱动的GRB外流可能是一个弧形，而不是通常认为的球冠。在这种情况下，宇宙弦伽玛暴的余辉与高红移伽玛暴的观测结果基本一致。
2011-07-01 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
