GRB Afterglow Blast Wave Encountering Sudden Circumburst Density Change Produces No Flares
观测到伽马射线暴的余辉产生的光变曲线的通量随时间服从幂律演化。然而,最近的观测显示,明亮的耀斑有时在几分钟到几天的数量级。对这些耀斑的一种解释是相对论性冲击波与环爆流密度跃迁的相互作用。在本文中,我们模拟这种类型的相互作用计算在一个和两个维度,使用相对论流体动力学代码与自适应网格细化称为RAM,并在一维分析。我们模拟了在恒星风环境中遇到密度突然变化的冲击波,然后是均匀介质,并使用同步加速器模型计算观测到的辐射。我们发现,耀斑是不可观察到的遭遇密度突然增加,如风终止冲击,也没有遇到密度突然下降。此外,通过将我们的分析扩展到二维,我们能够解决爆炸波的传播,准直和边缘效应,因为它遇到的环爆介质的变化。在本文考虑的所有情况下,我们发现,耀斑将不会被观察到的任何密度变化的研究。
2013-08-22 astro-ph.HE
No flares from Gamma-Ray Burst afterglow blast waves encountering sudden circumburst density change
观测到伽马射线暴的余辉产生的光变曲线的通量随时间服从幂律演化。然而,最近的观测显示,明亮的耀斑有时在几分钟到几天的数量级。对这些耀斑的一种解释是相对论性冲击波与环爆流密度跃迁的相互作用。在本文中,我们使用具有自适应网格细化的相对论流体力学代码(称为RAM),在一维和二维中对这种类型的相互作用进行了计算建模,并在一维中进行了分析。我们模拟了在恒星风环境中遇到密度突然变化的冲击波,然后是均匀介质,并使用同步加速器模型计算观测到的辐射。我们发现,耀斑是不可观察到的遭遇密度突然增加,如风终止冲击,也没有遇到密度突然下降。此外,通过将我们的分析扩展到二维,我们能够解决爆炸波的传播,准直和边缘效应,因为它遇到的环爆介质的变化。在本文考虑的所有情况下,我们发现,耀斑将不会被观察到的任何密度变化的研究。
2013-07-19 astro-ph.HE
Dynamics and Afterglow Light Curves of GRB Blast Waves with a Long-lived Reverse Shock
本文详细研究了长寿命反向激波(RS)存在下的相对论冲击波动力学。虽然一个短暂的RS已被广泛考虑,RS被认为是长期的结果,预期分层的喷出物洛伦兹因子。长寿命RS的存在使得前向激波动力学偏离自相似Blandford-McKee解。采用“力学模型”,正确地纳入了能量守恒,我们提出了一个准确的解决方案,FS和RS的动态。我们对余辉发射进行了精密的计算。采用拉格朗日描述的爆炸波,我们保持跟踪的FS和RS之间的许多壳的绝热演化。每个壳层的电子光谱的演变也是单独进行的。然后,我们通过分别在整个FS和RS冲击区域上积分来找到FS和RS光变曲线。特别是,我们利用所观察到的光谱通量的解析表达式,我们在这里得到的观测频率和观测时间。探索共20个不同的喷出物分层,我们详细解释了分层喷出物如何影响其冲击波动力学和余辉光变曲线。我们发现,虽然FS光变曲线是不敏感的喷出物分层,RS光变曲线表现出更丰富的功能,包括陡峭的下降,高原,颠簸,重新增亮,和各种时间衰减指数。如果RS的微观物理参数值高于FS,则可以观察到这些独特的RS特征。我们讨论了可能的应用,我们的研究结果在理解伽玛射线暴余辉数据。
2012-11-05 astro-ph.HE
Gamma-ray burst afterglows from trans-relativistic blast wave simulations
本文研究了伽马射线暴余辉的超相对论性和非相对论性流动之间的中间区。采用AMRVAC自适应网格加密程序对球对称爆炸波的流体动力学进行了数值计算。光谱和光变曲线的计算使用一个单独的辐射代码,第一次,链接参数化的微观物理的冲击加速,同步加速器自吸收和电子冷却到一个高性能的流体力学模拟。对于动力学,我们发现向非相对论性区域的转变通常比预期的要晚,Sedov-Taylor解高估了后期爆炸波半径,Huang(1999)的爆炸波速度解析公式高估了后期速度4/3。对于辐射,我们发现,通量可能不同的数量级取决于状态方程,用于流体和反喷导致一个明确的rebrightening在晚些时候硬边射流。使用文献中对其物理参数的预测来模拟GRB 030329,导致光谱和光变曲线可能与实际数据显著不同,强调需要非常准确的建模。在低射频下,GRB 030329的硬边喷流模型(开度角为22度)的预测光变曲线通常显示出两个明显的峰值,这是由于喷流中断、非相对论性中断和反喷流的综合影响。
2010-07-14 astro-ph.HE
Gamma-Ray Burst Afterglow Follow-up Observation in Korea
我们回顾了我们小组在韩国进行的伽马射线暴(GRB)余辉跟踪观测。我们一直在使用夏威夷的4米UKIRT,德克萨斯州麦克唐纳天文台的2.1米望远镜,乌兹别克斯坦迈达纳克天文台的1.5米望远镜,Mt.韩国的博贤光学天文台(BOAO)和韩国的1.0米遥控望远镜。莱蒙,亚利桑那州。我们概述了我们的设施,并提出了我们的工作,包括在z > 5高红移伽玛暴的研究,和其他几个有趣的爆发。
2012-06-16 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Comprehensive multi-wavelength modelling of the afterglow of GRB050525A
雨燕时代对伽马射线暴(GRB)余辉的标准爆炸波模型提出了挑战。模型中预期的关键观测特征很少被观测到,例如光变曲线的消色差变陡(“喷流中断”)。观察到的余辉光变曲线展示了额外的复杂功能,需要修改的标准模型。在这里,我们提出了光学/近红外观测,毫米上限和全面的宽带建模的余辉明亮的GRB 0505025 A,由雨燕检测。这种余辉不能用标准爆炸波模型的简单形式来解释。我们尝试模拟的多波长的光变曲线使用(一)一个正向-反向冲击模型,(二)一个两个组件的外流模型和(三)爆炸波模型与风终止冲击。前向-反向激波模型不能解释余辉的演化。双组分模型能够很好地解释余辉的平均行为,但不能再现早期X射线光变曲线中的波动。风终止激波模型再现早期的光变曲线以及,但偏离全球行为的后期余辉。
2012-07-12 astro-ph.HE
Inverse Compton Signatures of Gamma-Ray Burst Afterglows
伽马射线暴(GRB)的余辉发射被认为是由相对论性冲击波驱动到环暴介质中产生的。虽然从无线电到X射线频率的余辉发射被认为是由相对论性的、非热电子被冲击波加速而发出的同步辐射所产生的,但高能量(He; $\gtrsim$ ~GeV)发射的起源仍然不确定。最近MAGIC探测到GRB~ 190114 C的亚TeV辐射,引起了关于甚高能(VHE; $\gtrsim 300$ GeV)辐射的进一步争论。在这里,我们探讨逆康普顿的情况下,作为候选人的HE和VHE排放,考虑两个来源的种子光子散射:同步光子从冲击波(同步自康普顿或SSC)和各向同性光子场外部的冲击波(外部康普顿)。对于每种情况,我们计算了多波长余辉光谱和光变曲线。我们发现,SSC将占主导地位的粒子冷却和GeV的排放,除非一个密集的环境红外光子场,典型的恒星形成区域,是存在的。此外,考虑到河外背景光衰减,我们讨论了VHE余辉的探测能力,现有的和未来的伽马射线仪器的广泛的模型参数。通过对GRB~ 190114 C的研究,发现它在\fermi -LAT波段的余辉发射是同步辐射占优的,而在后期的\fermi -LAT测量(即,MAGIC观测还对假定的外部红外光子场(即$t\sim 10^4$)的能量密度设定了上限,使得逆康普顿在亚TeV能量中占主导地位。
2020-06-17 astro-ph.HE
Ultra-High Energy Neutrino Afterglows of nearby Long Duration Gamma-Ray Bursts
从天体物理源中探测到超高能(UHE,$\gtrsim 1$ PeV)中微子将是识别和理解自然界中UHE宇宙射线(CRs)源的一个重大进展。长持续时间的伽马射线暴(GRB)冲击波被认为是超高能ECR的潜在加速场。这些CR预计将与GRB余辉光子相互作用,这是来自相对论电子的同步辐射与冲击波中的CR共同加速,并自然产生UHE中微子。然而,这些中微子的通量是不确定的,关键取决于观测到的余辉模型。我们已经选择了一个样本的23个长持续时间的GRB的红移0.5内,足够的电磁余辉数据是可用的,这可能会产生高通量的UHE余辉中微子,附近。我们适合光学,X射线和$γ$射线余辉数据与绝热爆炸波模型在一个恒定的密度星际介质和风的环境中,风的密度从中心的伽玛暴半径的平方反比减少。从这些拟合中提取的爆炸波模型参数,然后用于计算UHECR加速度和$pγ$相互作用,以产生UHE中微子通量从这些GRB。我们还探索了这些中微子的可探测性,目前正在运行和即将推出的大面积中微子探测器,如皮埃尔俄歇天文台,冰立方Gen-2和KM 3 NeT天文台。我们发现,我们的现实通量模型从附近的伽玛暴将在可预见的未来不受约束。
2017-10-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
A leptonic-hadronic model for the afterglow of gamma-ray burst 090510
我们使用绝热爆炸波同步辐射的轻子-强子组合模型模拟短伽马射线暴(GRB)090510的多波长余辉数据。在我们的模型中,高能量(>100 MeV)的辐射主要是质子-同步辐射,而电子-同步辐射主要是在X射线和紫外波长。在这个模型中,根据射流破碎时间,准直校正的GRB能量可以低至3e 51 erg,但比伽马射线能量大两个数量级。我们还计算了γ射线产生正负电子对的不透明度,发现TeV质子同步辐射产生的γ射线能在早期逃逸出冲击波,它们的探测可以提供高能强子辐射成分占主导地位的证据。
2010-10-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Machine Learning Search for Gamma-Ray Burst Afterglows in Optical Surveys
由于机器人望远镜的进步,时域天文学导致每晚在图像中检测到大量瞬态事件。介绍了用于对象分类的数据挖掘和机器学习工具。目标是自动分类瞬态事件,以便更大的望远镜进一步跟踪和瞬态事件的统计研究。特别注意的是伽马射线暴余辉的识别。机器学习技术被用于根据$g'-r'$、$r'-i'$和$i'-z'$颜色指数识别SDSS档案图像中存在的天体之间的GROND伽马射线暴余辉。比较了支持向量机、随机森林和神经网络算法的性能。一个联合元分类器,建立在个人分类器的顶部,可以识别GRB余辉与$\gtrsim 90\%$的整体精度。
2015-11-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gamma-ray bursts: connecting the prompt emission with the afterglow
随着Swift对伽马射线暴位置的早期余辉定域,瞬发相和余辉的清晰分界不再那么明显。重要的是要看这两个阶段是否有相同的起源,或者它们来自祖先系统的不同部分。我们将结合两种类型的伽马射线暴数据从Swift-XRT仪器(窗口定时和光子计数模式)和BAT。给出了所应用程序的详细描述。我们将各种分箱技术应用于不同的数据:贝叶斯块,指数分箱和信噪比类型的分箱。我们提出了一些通量曲线和一些可能的应用。
2010-08-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the magnetization of gamma-ray burst blast waves
穿透伽马射线暴(GRB)冲击波的磁场的起源是一个长期存在的问题。本文认为,在四个伽玛暴揭示扩展发射在>100兆电子伏,后续在无线电,光学和X射线域在以后的时间,这种磁化可以被描述为部分衰减的微湍流,是在冲击前兆。假设大于100 MeV的大部分扩展发射可以解释为冲击加速电子的同步辐射,我们模拟了GRB 090902 B,GRB 090323,GRB 090328和GRB 110731 A的多波长光变曲线,用简化的同步加速器计算,然后用幂律衰减的微湍流ε_B \propto t^{α_t}(t表示自通过激波喷射以来的时间,在共动爆炸框架中)。我们发现这些模型指向一致的衰减指数值-0.5 < α t <-0.4。
2013-08-29 astro-ph.CO astro-ph.HE physics.plasm-ph
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
X-ray plateaus followed by sharp drops in GRBs 060413, 060522, 060607A and 080330: Further evidences for central engine afterglow from Gamma-ray Bursts
伽玛射线暴060413、060522、060607 A和080330的X射线余辉的特征是出现平台期,之后是非常急剧的下降。X射线平台是可解释的框架内的外部前向冲击模型,但急剧下降不是。在这项工作中,我们解释这些特殊的X射线余辉数据的中央引擎余辉从一些磁化的中央引擎,可能是磁星。在这个模型中,X射线余辉是由内部磁场的能量耗散提供能量的,而突然下降是由磁星的坍缩引起的。因此,X射线平台光子应该具有高的线偏振,这可以通过未来的X射线偏振测量来测试。
2013-01-17 astro-ph.CO 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
From blast wave to observation
伽马射线暴(GRB)的余辉是由相对论性爆炸波与GRB母体周围介质相互作用产生的同步辐射很好地描述的。我们介绍了一个代码来重建光谱和光变曲线从任意流体配置,使其特别适合于研究流体流动的影响超出那些可以用解析近似描述。作为我们的代码的检查和第一个应用程序,我们使用它来拟合余辉光谱的理论模型的标度系数。我们推广其他作者的早期结果一般环爆流密度剖面。我们重新推导了GRB 970508的物理参数,并与其他作者的结果进行了比较。我们还展示了相对论性冲击波遇到风终止激波时产生的光变曲线。从高分辨率的计算中我们发现,所观测到的从星风型光变曲线到星际介质型光变曲线的过渡是平滑的,没有短时瞬变的特征。
2009-02-02 astro-ph.HE
Energies of GRB blast waves and prompt efficiencies as implied by modeling of X-ray and GeV afterglows
我们考虑一个样本的10个伽玛暴与长期持久($\gtrsim10^2\rm\,sec$)的排放检测费米/LAT和X射线数据周围的$1\,$天也可。我们假设X射线和GeV的发射产生的电子加速在外部向前冲击波,并表明,X射线和GeV通量导致非常不同的估计爆炸波的初始动能。从GeV估计的能量平均是从X射线估计的能量的$\sim50$倍。我们对数据进行建模(也考虑到$1\,$日前后的光学探测,如果有的话),以揭示这种差异的原因,并发现前向激波模型中的良好建模总是可能的,并导致两种可能性:或者是发射电子的X射线(与GeV发射电子不同)处于缓慢冷却状态,或者ii)X射线同步加速器通量被康普顿冷却强烈抑制,而,由于Klein-Nishina抑制,这种效应在GeV能量下要小得多。在这两种情况下,X射线通量不再是冲击波动能的可靠代表。平均而言,两种情况都需要弱磁场($10^{-6}\lesssim ε_B \lesssim 10^{-3}$)和相对大的各向同性动能冲击波能量$10^{53}\rm\,erg<E_{0,kin}<10^{55}\rm\,erg$,对应于准直能量的大下限,对于具有$n\sim 1\mbox{cm}^{-3}$的ISM环境,在$10^{52}\rm\,erg<E_{θ,kin}<5\times10^{52}\rm\,erg$范围内,对于具有$A_* \sim 1$的风环境,在…
2015-09-02 astro-ph.HE
Discoveries enabled by Multi-wavelength Afterglow Observations of Gamma-Ray Bursts
本文综述了伽马射线暴余辉观测的各个方面,以及由观测数据所得出的推论。经过短暂的光学瞬变搜索和BeppoSAX号卫星的发现,主要议题包括瞬时多波长发射、暗爆发、谱线和连续谱可变性、早期光变曲线行为、喷流中断、X射线耀斑、晚期余辉特征、偏振和孤儿余辉。
2011-02-02 astro-ph.HE
Universal Afterglow Of Supernova-Less Gamma Ray Bursts
与超新星爆炸无关的伽马射线暴(GRB)的余辉可以被简化为一个简单的无量纲的普适公式,它很好地描述了它们的时间行为。这种无SN的伽玛暴包括短硬爆发(SHB)和长无SN的伽玛暴。它们余辉的普遍时间行为是由新生脉冲星的旋转能量损失提供动力的脉冲星风星云所预期的。
2019-05-13 astro-ph.HE
Self-similar relativistic blast waves with energy injection
一个足够强大的天体物理源,在时间上具有幂律光度,将产生一个自相似的相对论性冲击波,其中一个反向冲击波进入喷出物,一个正向冲击波进入周围介质。一旦能量注入停止,最后的能量被输送到冲击波阵面,爆炸波将过渡到另一个自相似阶段,这只取决于注入的能量的总量。我描述了有限的持续时间的能量注入到环境中的密度取决于半径的幂律的效果,强调光学/X射线伽马射线暴余辉的应用。爆炸波注入过程中进行了处理解析,过渡后,最后的能量注入与一维模拟。给出了正激波区和反向激波区同步辐射的通量方程。反向冲击发射很容易占主导地位,特别是在两个区域的磁化不同的情况下。反向激波发射被证明支持所报道的X射线和余辉平台持续时间和结束时间通量之间的光学相关性,独立于光度幂律斜率。该模型通过应用于爆发120521 A和090515,并可以适应其陡峭的后坪光变曲线斜率。
2014-05-22 astro-ph.HE
Synchrotron Self-Compton Model of TeV Afterglows in Gamma-Ray Bursts
Instituto de Radioastronomía y Astrofísica, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学射电天文学与天体物理研究所);Department of Natural Sciences, The Open University of Israel(以色列开放大学自然科学系);Astrophysics Research Center of the Open university (ARCO), The Open University of Israel(以色列开放大学天体物理学研究中心);Department of Physics, The George Washington University(乔治华盛顿大学物理系)
本文提出了一种半分析性框架,用于研究伽马射线暴TeV余辉的同步辐射自康普顿模型,通过考虑绝热冷却、膨胀、光子逃逸和克莱因-尼希纳效应,得出冲击波动能和外部介质密度分布的参数。
2025-11-28 astro-ph.HE
Multi-wavelength afterglow emission from bursts associated with magnetar flares and fast radio bursts
本文基于气泡内爆发模型计算磁星巨耀发和快速射电暴产生的多波段余辉辐射,扫描参数空间评估射电可探测性,并估算了可探测事件数量。
2023-07-09 astro-ph.HE
On the Lack of a Radio Afterglow from Some Gamma-ray Bursts - Insight into Their Progenitors?
我们研究了一个明亮的(E_iso > 10^52 erg)伽马射线暴样本的内禀性质,比较了有和没有射电余辉的情况。我们发现,没有射电余辉的爆发样本具有显着较短的瞬发γ射线辐射的平均固有持续时间,并且该持续时间的分布与具有射电余辉的爆发显著不同。虽然没有无线电余辉的样品平均具有较低的各向同性能量,但无线电余辉的缺乏似乎不是简单的能量学的结果,而是可能与环暴密度分布有关的单独物理现象的反映。我们还发现,在没有射电余辉的样品中,各向同性伽马射线能量和固有持续时间之间存在弱相关性,而在观测到射电余辉的样品中则没有。我们给出了可能的解释,为什么可能存在一个样本的伽玛暴没有无线电余辉取决于无线电发射是否来自前向或反向冲击,以及为什么这些突发似乎有本质上较短的即时发射持续时间。我们讨论了我们的研究结果可能对GRB的祖先模型产生的影响。
2017-03-13 astro-ph.HE
Fast Afterglows of Fast Radio Bursts
主FRB事件可能会留下一团具有高“自由能”密度的相对论等离子体。当等离子体经历无碰撞弛豫时,它发射相干电磁波。这些电磁波可以作为快速的无线电余辉被观测到,频率和强度逐渐降低。我们在数值实验中演示了快速相干余辉。我们初步预测余辉峰值频率随着时间的推移而下降,为$ν\propto t^{-3/2}$。
2021-06-14 astro-ph.HE
"Self-absorbed" GeV light-curves of Gamma-Ray Burst afterglows
我们研究了伽玛暴余辉冲击中产生的高能(100 MeV以上)光子的吸收对费米-LAT余辉光变曲线和光谱的影响。当爆炸波减速时,相对论外流与风状介质峰相互作用产生的余辉,并且余辉光谱可能在该峰之前硬化,因为成对形成的光学厚度正在减小。与此相反,在与均匀介质相互作用产生的余辉中,成对形成的光学厚度应该增加,并在达到统一时产生光曲线峰值,然后是快速的光曲线衰减,伴随着光谱软化。如果能量被注入到冲击波中,那么光学厚度的加速增加会产生凸形的余辉光变曲线。其他特征,如双峰光变曲线或宽峰,可以从光学厚度到光子-光子吸收的演变中产生。快速衰减和凸光变曲线被认为是在一些LAT余辉,但预期的光谱软化很少看到(和难以测量)LAT的观测。此外,为了使光子-光子衰减效应形成高能余辉光曲线而不使其衰减太多,喷出物初始洛伦兹因子必须在相对窄的范围内(50-200),这降低了观察到这些效应的机会。
2014-04-22 astro-ph.HE
Conical Fireballs, Cannonballs, And Jet-Breaks In The Afterglows Of Gamma Ray Bursts
伽马射线暴(GRB)的X射线余辉中的“喷流破裂”现象似乎与X射线余辉和瞬发γ射线的其它性质有关,但这种关系与GRB的锥形火球模型所预言的不一致。然而,相关性是在很好的协议,与伽玛射线暴的炮弹模型预测。
2013-08-23 astro-ph.HE
Indication of Two Classes in the Swift Short Gamma-Ray Bursts from the XRT X-Ray Afterglow Light Curves
利用X射线望远镜(XRT)的X射线余辉光变曲线,在雨燕短持续时间γ射线暴(S-GRB)中发现了两类不同的γ射线暴。我们发现,大约40%的雨燕S-伽玛暴有一个X射线余辉光变曲线,只持续不到10000秒后爆发触发(以下简称短寿命S-伽玛暴)。另一方面,另外60%的S-GRB具有长持续时间的X射线余辉光曲线,类似于长持续时间的伽马射线暴。我们还发现,没有一个短寿命的S-GRB显示的扩展发射的爆发警报望远镜(BAT)的能量范围。我们比较了瞬发和余辉的暴性质,并讨论了雨燕短暴不同起源暴的可能性。
2009-01-30 astro-ph.HE
On associating Fast Radio Bursts with afterglows
Keane等人(2016年)将一个在六天内褪色的射电源(红移为$z\approx0.5$宿主)确定为快速射电暴(FRB 150418)的短暂余辉。我们报告后续的无线电和光学观测的余辉候选人,并找到一个源,是一致的活动星系核。如果余辉候选仍然是一个典型的FRB余辉,现有的慢瞬态调查限制FRB的分数,产生余辉的0.25的余辉与分数变化,$m=2|S_1-S_2|/(S_1+S_2)\geq0.7$和0.07的$m\geq1$,在95%的置信度。在未来的FRB调查预计一连串的突发,我们提供了一个简单的框架,统计关联FRB余辉。我们的框架适当地考虑了统计不确定性,并确保与慢瞬变调查设定的限制一致。
2016-06-11 astro-ph.HE
jetsimpy: A Highly Efficient Hydrodynamic Code for Gamma-ray Burst Afterglow
针对伽马射线暴余辉过渡阶段流体建模的难题,研究团队提出将激波近似为薄二维表面的简化一维流体模型,开发出高效数值工具jetsimpy,经多方法验证拟合效果良好,可用于任意相对论喷流的相关研究。
2024-07-11 astro-ph.HE
On the Origin of the Long Gamma-Ray Burst Afterglow as Synchrotron Radiation from Binary-Driven Hypernovae
长伽马射线暴表现出X射线、可见光和无线电波段的余辉发射,其亮度随时间衰减,具有几乎相同的幂律行为。在这次演讲中,我提出了一个分析处理,表明这种余辉是由同步辐射产生的超新星喷出物与双星驱动的超新星。
2022-02-01 astro-ph.HE
Gamma-ray burst afterglow theory
到目前为止,已经相当确定的是,伽马射线暴的余辉是由最初的相对论性外流与爆发周围的介质相互作用产生的,并发射出从无线电到X射线的非热辐射。然而,除此之外,关于余辉还有许多大大小小的问题,随着各种频率的观测数据的积累,提出的问题与它们回答的问题一样多。在这篇评论中,我强调了一些当前的理论问题,以及它们如何适合或不适合我们的基本理论框架。除了理论上的进展,我还将强调余辉爆炸波及其辐射的数值研究的日益重要的作用和实用性。
2013-09-16 astro-ph.HE
The contemporaneous phase of GRB Afterglows -- Application to GRB~221009A
本文提出具有间歇能量供应的双元激波模型,成功拟合GRB 221009A的TeV余辉光变曲线,并将三处超出解释为反向激波辐射,揭示该暴具有极窄喷流张角约0.07°。
2023-12-03 astro-ph.HE
Shedding light on the prompt high efficiency paradox - self consistent modeling of GRB afterglows
我们研究伽玛暴与费米LAT和X射线余辉数据。假设100 MeV(LAT)辐射是由外部冲击加速的冷却电子的辐射,我们证明了由100 MeV通量估算的冲击波的动能比由X射线通量估算的大50倍。这可以解释为:i)在X射线下辐射的电子被SSC显著冷却(抑制同步加速器通量高于冷却频率),或者ii)如果X射线发射电子,不像那些在100 MeV能量下发射的电子,处于缓慢冷却状态。在这两种情况下,X射线通量不再是冲击波动能的直接代表。我们模拟的LAT,X射线和光学数据,并表明,在一般情况下,这些可能性是一致的数据,并解释了X射线和LAT观测之间的明显分歧。所有可能的解决方案都需要弱磁场:$10^{-6}< ε_B < 10^{-3}$(其中$ε_B$是冲击等离子体能量在磁场中的分数)。使用LAT排放作为爆炸波动能的代理,我们发现,推导出的即时效率为15%的顺序。这与以前的估计(87%和更高的相同突发)相比要低得多。这至少部分解决了“快速高效悖论”。
2015-03-11 astro-ph.HE
On The Evolution Of The Spectral Break In The Afterglow Of Gamma Ray Bursts
最近发现,伽马射线暴(GRB)091127和080319 B的宽带余辉时间分辨谱能量密度的谱突变的时间演化与标准火球模型中GRB冷却突变的时间演化不一致。在这里,我们表明,它是,但是,在很好的协议与预测的时间演化的光滑注入中断/弯曲的炮弹模型的伽玛暴。
2012-02-05 astro-ph.HE
Wind-powered afterglows of gamma-ray bursts: flares, plateaus and steep decays
伽马射线暴的余辉通常表现为耀斑、平台和强度突然下降:这些时间特征很难解释为来自前向激波。我们计算了早期GRB余辉的辐射特性,其中主要贡献来自于由长时间持续的中央发动机产生的超相对论(脉冲星样)风中传播的反向激波(RS)。遥感发射发生在快速冷却制度-这确保高辐射效率,并允许快速强度变化。我们证明:(1)弱风力($\sim 10^{46}$ erg s $^{-1}$)可以再现余辉的平台期;(2)风的终止可以产生突然的急剧衰减;(3)风光度的轻微变化可以产生短持续时间的余辉耀斑。
2020-07-06 astro-ph.HE
GRB 090510: a short burst from a massive star ?
GRB余辉090510是(迄今为止)在光学、X射线和100 MeV以上的余辉中监测得最好的,测量覆盖每个频率的2-3个十年。由于它的幂律时间衰减和幂律频谱,最高的能量发射似乎很可能来自激励周围介质的前向冲击(GRB余辉的标准爆炸波模型),GeV通量及其衰减率与该模型的预期一致。然而,从准直流出(标准喷流模型)的同步辐射在占较低能量的余辉发射,在光学和X射线光变曲线中的2 ks同时发生中断,但与光通量衰减(之前和之后的休息)是慢得多的X射线(在同一时间)有困难。测量的X射线和GeV通量与来自与低能余辉发射相同的光谱分量的高能余辉发射是不相容的,这表明该余辉的同步加速器自康普顿模型。爆炸波能量注入的停止和周围风状n ~ r^{-2}密度的介质可以解释GRB余辉090510的光学和X射线光变曲线的全部特征。这样的环境中的径向结构是不相容的,这种短伽玛暴起源于合并的两个紧凑的恒星。
2011-02-02 astro-ph.HE
Blast Waves from Magnetar Flares and Fast Radio Bursts
年龄小于一个世纪的磁星预计会非常活跃。除了由旋转驱动的风,它们还产生频繁的磁耀斑,向风中发射强大的冲击波。这些内部的冲击波就像脉泽一样,产生具有以下性质的快速(毫秒)射电暴(FRB)。(1)GHz无线电发射发生在半径$r\sim 10^{14}$ cm处,并在观察者的时间内持续$\lesssim 1$ ms。(2)周围风中的感应散射并不能抑制射电爆发。(3)发射具有由磁星旋转轴设置的线性偏振。(4)在爆发期间,发射漂移到较低的频率,并且其持续时间在较低的频率处变宽。(5)不均匀风中的冲击波可能会发出不同的爆发;如果磁星以$\sim 1$的周期旋转,周期性可能会出现在亚毫秒的时间尺度上。然而,所观察到的FRB结构可能会在通过宿主星系的传播过程中因透镜效应而改变。(6)来自磁星的FRB预计会重复出现,只有罕见的强爆发(高达$\sim 10^{43}$ erg)或更频繁的弱爆发。(7)当一个重复的耀斑撞击到前一个耀斑尾部的风泡时,FRB就会变成明亮的闪光。它的光度可能接近超新星Ia,并持续数秒。宇宙中这些光学闪光的速率比FRB的速率低得多,但它可能超过超新星的速率。超活跃磁星在其宿主星系中的位置取决于它们的形成方式:超新星爆炸中产生的磁星将追踪恒星形成区域,而紧凑物体合并中形成的磁星将被抵消。合并磁星预计是最有活力的,特别是超活跃。
2020-03-28 astro-ph.HE
GN-z11-flash in the context of Gamma-Ray Burst Afterglows
最近发现的快速瞬变GN-z 11闪光被认为是与超高$z$星系GN-z 11中偶然爆发的伽马射线暴有关的非辐射紫外闪光。我们把这一闪光放在伽马射线暴早期紫外辐射的背景下,发现它与这些事件的光度分布是一致的。
2020-12-16 astro-ph.HE
Hyperluminal Signatures in the Afterglows of Gamma-Ray Bursts 980425 and 030329
对GRB 980425/SN 1998 bw的后期高分辨率X射线和射电观测,这是与超新星(SN)爆炸相关的最近的已知伽马射线暴(GRB),可能实际上已经解决了产生GRB及其余辉的超光速源。它的超光速约为350 c,这与伽玛暴的炮弹(CB)模型的预期一致。观测到的GRB 030329/SN 2003 dh晚期射电图像的超光速膨胀,是迄今为止最明亮和最长的后续射电余辉的GRB,也与CB模型中GRB的预期一致,并外推到明显的早期超光速膨胀。
2016-10-10 astro-ph.HE
The implications of TeV detected GRB afterglows for acceleration at relativistic shocks
出于对伽马射线暴余辉发射中极高能量伽玛射线的探测,我们重新预测了电子在相对论冲击波中可以被加速到的最大能量。冲击波的弱磁化前向冲击波的加速度可能受到冲击波后产生的湍流的快速阻尼、大尺度环境磁场的影响或辐射损失的限制。在一个标准的,单区,同步自康普顿(SSC)模型的范围内,我们表明,GRB 190829 A的观测排除了快速阻尼的下游湍流。此外,除非由环境磁场施加的加速度限制与辐射损失施加的加速度限制相当或更弱,否则不可能同时拟合该物体的X射线和TeV伽马射线发射。这就要求激波后湍流的主导长度尺度要大于粒子模拟所暗示的长度尺度。然而,即使这样,克莱因-西名效应也阻止了观测所建议的硬VHE伽马射线谱的产生。因此,TeV观测的GRB余辉,虽然仍然非常稀疏,已经在紧张的SSC排放方案。
2022-02-03 astro-ph.HE
On the Late-Time Spectral Softening Found in X-ray Afterglows of Gamma-Ray Bursts
在某些伽马射线暴(GRB)的晚期X射线余辉中,发现了强烈的光谱软化现象。由于对某些X射线余辉的时间和光谱演化的全面成功的预测,环爆尘埃介质周围的X射线散射方案得到了前人工作的支持。为了进一步研究观测到的谱软化特征,我们对Swift的X射线望远镜(XRT)观测到的X射线余辉进行了系统的搜索,收集到了12个具有明显晚期谱软化的伽玛暴。我们发现尘埃散射可能是这些X射线余辉的时间和光谱特征的主导辐射机制。对于一些观测良好、数据质量较高的爆发,考虑周围介质对X射线的吸收,可以在散射情况下得到较好的时间分辨谱。我们还发现,在光谱软化的幂律指数在高能量端的光谱并没有变化很大。光谱软化主要表现为谱峰能量不断向软端移动。
2016-01-05 astro-ph.HE
Gamma-ray bursts afterglows in magnetized stellar winds
最近的分析和数值计算工作认为,成功的相对论费米加速需要未受冲击的等离子体的弱磁化,在高洛伦兹因子时更是如此。本文利用相对论费米加速微观物理的“从头算”原理,通过计算在磁化恒星风中传播的伽马射线暴的余辉,验证了这一结论。结果表明,在磁化环境中,人们预计辍学的X射线波段上的亚日尺度的冲击加热电子的同步辐射退出频带。稍后,当爆炸洛伦兹因子下降到某个临界值以下时,费米加速开始起作用,导致标准余辉光曲线的恢复。有趣的是,观测到的衰减与伽马射线暴早期X射线余辉中的快速衰变有相似之处。
2011-08-30 astro-ph.HE
GRB 090926A and Bright Late-time Fermi LAT GRB Afterglows
GRB 090926A是由费米伽马射线太空望远镜上的GBM和LAT仪器探测到的。在初始触发后约13小时开始迅速的后续观察。光学余辉在触发后近23天被检测到,将其置于长寿命类别。余辉特别令人感兴趣,因为它在后期的亮度,以及在T0+10^5 s及以后的光学耀斑的存在,这可能表明后期的中央发动机活动。LAT总共探测到了16个伽玛暴,其中9个伽玛暴,包括GRB 090926A,也被雨燕观测到。在雨燕观测到的9个LAT爆发中,有6个被UVOT探测到,其中5个爆发具有明亮、长寿命的光学余辉。相比之下,雨燕已经运行了5年,探测到了近500个爆发,但只有约30%的爆发的光学余辉寿命超过10^5秒。我们已经计算了预测的伽马射线通量,正如BAT在Swift上所看到的那样,LAT爆发,以确定与BAT触发的爆发相比,这种高比例的长寿命光学余辉是否是独特的。我们发现,除了短爆发GRB 090510A,预测的BAT注量表明LAT爆发比所有雨燕爆发的88%更有活力,也有比平均更明亮的X射线和光学余辉。
2010-04-28 astro-ph.HE
Failed Gamma-Ray Bursts: Thermal UV/Soft X-ray Emission Accompanied by Peculiar Afterglows
我们发现,“失败”的伽马射线暴(GRB),其体积洛伦兹因子远低于100的光球,可以是外部的内部冲击。从光球产生的辐射是热的和明亮的UV/软X射线波段。光球层的辐射持续约1000秒,亮度约为10^46 erg/s的数倍。这些事件可以通过当前和未来的卫星观测到。研究还表明,失败的伽玛暴的余辉在早期阶段是特殊的,这使得它有可能区分失败的伽玛暴与普通的伽玛暴和束流引起的孤儿余辉。
2011-11-30 astro-ph.HE
Discovery of a tight correlation for gamma ray burst afterglows with `canonical' light curves
观测到的高达红移$z>8$的伽马射线暴(GRB)由于其相对论性爆发机制仍然无法解释,并且可能用于检验宇宙学模型,因此是令人着迷的研究对象。我们对77个具有已知红移的GRB余辉的分析揭示了长GRB的物理子样本,具有典型的{ \it平台打破幂律}光曲线,在GRB静止系中具有显着的{ \it亮度$L^*_X$ -打破时间$T^*_a$ }相关性。该子样本大致形成所研究分布的{ \it上包络}。我们还发现了一个小样本的伽玛暴余辉,属于中间类(IC)之间的短和长的类似的关系。它证明了在余辉的完整样本中存在着物理子类揭示了它们的余辉性质的紧密相关性。具有规则(“规范”)光变曲线的余辉不仅服从上述严格的物理标度,而且--对于给定的$T^*_a$ --更规则的祖先爆炸优先导致更明亮的余辉。
2010-09-09 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
Multi-wavelength afterglows of fast radio bursts
快速射电暴(FRB)的物理性质尚未确定。探测其他波长的电磁对应物对于测量它们的距离和确定它们的物理性质至关重要。假设其中至少有一些是宇宙学的起源,我们计算它们的余辉光变曲线在多波长(X射线,光学和无线电)通过假设它们的总动能和红移的范围。我们专注于前向激波发射,但也考虑到其中一些可能有明亮的反向激波发射的可能性。一般来说,FRB的余辉太微弱,以至于不能被现有的探测器探测到。只有当FRB在无线电中具有非常低的辐射效率(因此,具有非常大的动能),并且当它足够接近时,才能在光学和无线电波段中检测到它的余辉。我们讨论了使用未来的望远镜,如LSST和EVLA来探测这些微弱的余辉的观测策略。
2014-07-31 astro-ph.HE
Determining the efficiency of converting magnetar spin-down energy into gamma-ray burst X-ray afterglow emission and its possible implications
在伽马射线暴的X射线余辉中,高原是常见的。在关于它们起源的几种情况中,最主要的一种是内部存在一颗磁星,并持续将其自旋向下的能量注入余辉。在以前的研究中,假设这个过程的辐射效率是一个常数$\gtrsim0.1$,这是相当简单和强大的。在这项工作中,我们得到的效率从物理的角度来看,发现这个效率强烈依赖于注入的光度。这一结果的一个含义是,那些在平台期之后表现出比$t^{-2}$更陡的时间衰减的X射线余辉光变曲线现在可以自然地理解。此外,余辉拟合得到的制动指数比以往的研究结果要大,这对于新生磁星来说更合理。
2019-05-22 astro-ph.HE
Emission of cocoon afterglow for short Gamma Ray Burst : a counterpart of gravitational waves?
LIGO探测到的三次引力波事件正在开启高能天体物理学的新纪元。然而,这些事件的发生地点仍然不明。定位问题的一个有希望的解决方案是找到产生GW事件的电磁(EM)对应物,例如双中子星合并(BNS)。事实上,在不久的将来,它们的GW排放量将超过敏感阈值。BNS也被认为是短伽马射线暴(sGRB)的祖先。然而,sGRB是高度波束化的。因此,在这项研究中,我们将重点关注另一个EM对应候选者:茧余辉。伽玛射线暴喷流在BNS喷射出的物质内部传播产生了一个茧。然后,类似于伽玛射线暴的余辉,茧余辉产生,但具有温和的相对论速度。首先,我们提出了一个模型,给出了完整的流体动力学演化的茧,包括温和的相对论制度。然后计算了蚕茧在X射线、可见光和射电波段的余辉发射。最后,我们比较了茧余辉辐射和伽玛暴余辉辐射,并得出结论,茧余辉是一个有前途的EM对应物。
2017-10-16 astro-ph.HE
Afterglows from precursors in Gamma Ray Bursts. Application to the optical afterglow of GRB 091024
大约15%的伽马射线暴具有前兆,即主事件之前的发射事件,其光谱和时间特性与主发射相似。我们认为,前体有自己的火球,产生余辉发射由于通过外部冲击的动能的耗散。在前兆和主事件之间的时间间隔中,我们假设中心引擎没有完全关闭,但它继续以较小的速率喷射相对论性物质,其排放量低于背景水平。前体火球通过与外部环爆介质的相互作用产生第一余辉。在“准静止”阶段,由中央发动机注入的物质使外部介质与相对论运动的物质相互作用。对应于主要瞬发事件的火球与这种移动的物质碰撞,产生第二次余辉,最后赶上并与第一个前体火球合并。我们应用这个新的模型GRB 091024,一个事件的前兆在提示光变曲线和两个明确的颠簸的光学余辉,获得了很好的协议与现有的数据。
2014-09-08 astro-ph.HE
VLBI and Archival VLA and WSRT Observations of the GRB 030329 Radio Afterglow
我们介绍VLBI和档案卡尔G。Jansky甚大阵列(VLA)和Westerbork综合射电望远镜(WSRT)对2003年3月29日伽马射线暴(GRB 030329)的射电余辉的观测,在爆发后672至2032天之间进行。EVLA和WSRT的数据表明,在5 GHz的通量简单的幂律衰减,没有任何明显的迹象,从反喷流的再亮。我们报告了一个未解决的来源,在2032天的大小$1.18\pm0.13$ mas,我们使用结合膨胀率的爆发,认为存在一个统一的,ISM样环爆介质。我们发展了一种半解析的方法来模拟伽马射线暴的余辉,并将其应用到5 GHz的光变曲线进行爆发量热。自行受到$< 0.067$ mas yr $^{-1}$的限制,支持伽马射线暴的标准余辉模型。
2012-08-17 astro-ph.HE
Inhomogeneities in the light curves of gamma-ray bursts afterglow
讨论了伽马射线暴余辉光变曲线的光学不均匀性。我们使用采样良好的光变曲线,主要是基于我们自己的观察,以发现和识别偏离(不均匀性),从打破幂律。所谓不均匀行为,我们指的是光变曲线中的闪光、颠簸、缓慢偏离幂律(摆动)。特别是,我们报告参数的破幂律,描述的现象,比较光学光变曲线与X射线的和分类的不均匀性。我们发现,不均匀性的持续时间与它们的峰值时间相对于伽马射线暴(GRB)触发和相关性是相同的所有类型的不均匀性。
2018-04-27 astro-ph.HE
Statistical analysis of the prompt and afterglow emission of the three groups of gamma-ray bursts
研究了雨燕卫星上的暴告警望远镜(BAT)和X射线望远镜探测到的伽马射线暴的主要瞬发和余辉发射参数。我们的目的是寻找不同类型的伽马射线暴之间的差异或联系,所以我们比较了BAT通量,1秒峰值光子通量,光子指数,XRT早期通量,初始时间衰减和光谱指数。我们发现,XRT的初始衰变指数和XRT早期通量/BAT光子指数之间可能存在联系。利用统计工具,我们还确定,除了持续时间和硬度比之外,γ和X射线注量的平均值以及γ射线光子指数在三种类型的爆发之间存在显著差异。
2013-09-04 astro-ph.HE
Ultra High Energy Neutrinos from Gamma-Ray Burst Afterglows Using the Swift-UVOT Data
我们考虑一个样本的107伽马射线暴(伽玛暴)的早期紫外辐射测量的雨燕,并外推的光子强度较低的能量。在伽玛射线暴喷流中加速的质子可能与这些光子相互作用,产生带电π介子,随后产生超高能中微子$\varepsilon_ν\geq 10^{16}$ eV。我们使用简单的能量转换效率的参数来预测最大的中微子通量预期从每个伽玛暴。我们估计的中微子探测率在大面积无线电中微子探测器,并得出结论,早期的余辉中微子发射太弱,即使是下一代中微子天文台检测。
2015-11-22 astro-ph.HE