New insights on the duration distribution of long GRBs from Collapsars
根据Collapsar模型,长伽马射线暴(LGRB)涉及相对论性喷流,这些喷流刺穿坍缩恒星的外壳,并在爆发后产生γ射线。这个模型为我们所熟知的LGRB与大质量恒星之间的关联提供了一个理论框架。然而,尽管这种关联得到了大量观测的支持,但到目前为止,还没有直接的观测证据表明喷流是从恒星中出现的。换句话说,没有直接证据支持Collapsar模型。在这里,我们表明,一个独特的签名的Collapsar模型是一个高原的出现在时间比典型的突破时间的射流的即时伽玛射线暴发射的持续时间分布。这个平台在所有主要的伽玛射线暴卫星的数据中都很明显,并提供了支持Collapsar模型的直接证据。它还使我们能够限制LGRB祖先的大小和质量;表明存在大量的窒息(失败)GRB;并表明通常用于分离坍缩星和非坍缩星的2 s持续时间适用于BATSE和可能的费米GBM GRB,但它与雨燕GRB的持续时间分布不一致。
2011-12-27 astro-ph.HE
Long-Duration GRB 211211A: Internal Energy Dissipation Driven by a Long-Lived Magnetar
Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学天文学研究所)
研究通过分析伽马和X射线观测,提出长寿命磁星内部能量耗散模型,以两种回吸吸积率解释GRB 211211A的长时间伽马射线辐射、前兆和延展发射,支持其源于致密双星合并产生磁星而非黑洞。
2026-05-28 astro-ph.HE
Testing Blandford-Znajek mechanism in black hole hyperaccretion flows for long-duration gamma-ray bursts
长持续时间的伽马射线暴(GRB)通常与大质量恒星的核心坍缩有关。在双星系统中,被超吸积盘包围的旋转恒星质量黑洞被认为是伽玛暴中心引擎的可能候选者之一。在本文中,我们的工作包括146个长伽玛暴的多波段余辉中具有显着的喷流中断功能的样本。然后可以通过射流中断时间来获得射流张开角。通过计算BH超吸积系统中由Blandford-Znajek(BZ)机制驱动的GRB喷注,分析了样品中长GRB亮度和持续时间的分布,并对不同BH自旋的吸积率进行了约束.结果表明,BZ机制是如此强大,使得在合理的吸积率范围内解释长时间的GRB瞬发辐射成为可能。
2020-12-23 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
Statistical Study of Observed and Intrinsic Durations among BATSE and Swift/BAT GRBs
\textit{BATSE}爆发\citep{kouveliotou:93}的研究导致广泛采用两组分类:长爆发(持续时间为$\geq 2$秒的爆发)和短爆发(持续时间为$\leq 2$秒的爆发)。必须回顾,这种分类使用了观察到的爆发的$T_{90}$持续时间(在此期间测量了90%的爆发通量)。在这项工作中,我们探索了两个想法:1)对可能的第三中间类别的突发的统计搜索(2)研究了2041个\textit{BATSE}暴和757个\textit{Swift/BAT}暴的内禀持续时间,其中暴的参考系中的持续时间(而不是观察到的持续时间),为此,针对相同的分类目标,对具有红移测量的248个\textit{Swift/BAT}爆发进行统计分析。我们首先使用蒙特卡罗方法来确定每个伽玛暴的适当的分箱,考虑到爆发的持续时间具有不同的不确定性。然后,使用卡方$χ^2$的最小化的方法,我们搜索的最佳拟合的归一化的频率分布$\frac{1}{N_0}\frac{dN}{d\ln{T}}$的持续时间,这使我们能够比较适合两个组(“短”和“长”)与适合三个组(“短”,“长”,和“中间”)。结果表明,对于\textit{Swift/BAT}数据,观察时长分布的三组拟合比两组拟合好,有趣的是,观察时长和内在时长的“中间”组都出现得相当明显。对于BATSE数据,统计检验并不倾向于三组而不是两组。我们讨论的结果,其…
2016-11-27 astro-ph.HE
Fermi-LAT Detection of a GeV Afterglow from a Compact Stellar Merger
本文报道 Fermi-LAT 探测到长时标伽马射线暴 GRB 211211A 持续约 20,000 秒的 GeV 余辉,提出其源于同步辐射,并解释长持续时间由近距离和低密度介质中喷流减速时间较长所致,支持致密恒星并合起源。
2023-10-28 astro-ph.HE
Extreme Variability in a Long Duration Gamma-ray Burst Associated with a Kilonova
本文研究长时标伽马射线暴 GRB 211211A 的极端光变,发现毫秒级短变化并估计洛伦兹因子约1000,提出未来引力波观测应将部分长暴视为致密并合的强对应体。
2023-05-20 astro-ph.HE
Significant cocoon emission and photosphere duration stretching in GRB 211211A: a burst from a neutron star - black hole merger
本文利用结构化喷流的概率光球模型,通过持续时间拉伸效应解释了GRB 211211A异常长持续时间的成因,结合热茧辐射和红千新星分量拟合光曲线,论证了其中子星-黑洞并合起源,并给出了X射线余辉平台的新解释。
2023-05-21 astro-ph.HE
Evidence for an anticorrelation between the duration of the shallow decay phase of GRB X-ray afterglows and redshift
斯威夫特发现的最有趣的特征之一是伽马射线暴(GRB)余辉中约70%的X射线通量衰减的平台期。这一特征的物理起源仍在争论中。我们约束所提出的解释,高原阶段的内在时间属性的基础上。我们选择并分析了2005年3月至2008年6月期间观测到的所有已知红移的雨燕/XRT伽玛暴余辉,其X射线光变曲线具有浅衰变相。对于我们的21个伽玛暴样本,我们发现浅相持续时间的对数与红移的关系为π,Spearman秩相关系数r=-0.4,零假设概率为5%。当我们修正宇宙膨胀的持续时间时,这种关系得到加强,r=-0.6,零假设概率为0.4%。仅考虑我们样本中具有良好测量的爆发峰值能量的GRB(21个中的8个),我们发现爆发的能量和浅相持续时间之间的关系为r=-0.80,零假设概率为1.8%。如果爆发能量与浅相位持续时间的关系是真实的,那么浅相位对红移的依赖性可能是选择效应的结果,因为平均而言,具有较低能量和较长平台的高红移爆发将被错过。如果平台的末端来自准直流出,则可以预期爆发能量与浅相持续时间的关系。替代方案进行了简要讨论,涉及可能的宇宙学演化的机制负责的X射线浅衰变。
2009-01-02 astro-ph.HE
Does the GRB Duration Depend on Redshift?
迄今为止,已经测定了几百个伽马射线暴(GRB)的红移。除了距离之外,伽玛暴的另一个重要特性是暴的持续时间。在本文中,我们分析了这两个重要的量的现象。在本文中,我们绘制了二维分布图,并探索了一些可疑区域。众所周知,短伽玛暴比其他伽玛暴更接近,我们在宇宙中寻找伽玛暴持续时间与其他伽玛暴不同的部分。我们还分析了是否有任何范围内的持续时间的红移不同。我们发现了一些可疑的区域,但是除了短伽玛暴区之外,没有发现其他重要的区域。
2022-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Distributions of Pseudo-Redshifts and Durations (Observed and Intrinsic) of Fermi GRBs
自从[Kouveliotou:93]对伽玛暴的持续时间进行了深刻的分析以来,伽玛暴通常被分为两类:“短爆发”(短于2.0秒)和“长爆发”(长于2.0秒)。然而,最近的研究表明,在雨燕卫星观测到的爆发中存在着中间种群。此外,一些研究人员质疑短暴和长暴之间的2.0秒分界线的普遍性:有些暴可能很短,但实际上是长暴背后的物理机制-在这项工作中,我们专注于费米卫星探测到的伽玛暴,并研究它们的持续时间在观测者的参考系中的分布,对于那些已知红移的伽玛暴,在爆发的参考系中。然而,相对而言,测量到红移的爆发很少,这使得精确的研究变得困难。为了克服这个问题,我们遵循[Zhang:2018],并从光度$L_p$和能量$E_p$之间的相关关系确定“伪红移”,这两者都是在通量峰值处计算的。有趣的是,我们发现,在测量赝红移时所观测和使用的量的不确定性确实会显著影响单个结果的精度,但它们使赝红移的分布与实际的分布非常相似,从而使我们能够使用赝红移进行统计研究。我们使用约化卡方和对数似然最大化的统计分析费米伽玛暴持续时间的分布。这两种方法都表明,观察到的和内在的突发持续时间的分布更好地代表了两组,而不是三个。
2018-10-09 astro-ph.HE
Swift discoveries of new populations of extremely long duration high energy transient
Swift最近的观测已经开始发现$γ$ -射线瞬变,其总能量与伽马射线暴(GRB)相当,但持续时间比大部分GRB长一个数量级或更长。一些建议形成一个新的人口的超长伽玛暴,平均持续时间约$10^4$ s,而进一步人口的$γ-$射线持续时间$>10^5$ s可能代表相对论流出的表现形式,从恒星周围的大规模黑洞粉碎的潮汐破裂耀斑(TDFs)。在这里,我回顾了这些新的事件类的观察,讨论了确定其祖先的进展,并建议新的观察可以磨练我们对爆发的理解,并允许它们被用作探针,为伽玛暴提供补充和额外的工具。
2015-06-12 astro-ph.HE
Repeated partial disruptions in a WD-NS or WD-BH merger modulate the prompt emission of long-duration merger-type GRBs
本文提出长时标并合型伽马射线暴GRB 230307A、060614和211211A源于白矮星与中子星或黑洞的并合,重复部分潮汐瓦解导致光变曲线出现准周期调制,并据此约束了白矮星质量。
2024-09-04 astro-ph.HE
A luminous precursor in the extremely bright GRB 230307A
本研究将GRB 230307A的瞬时辐射分为三阶段,将其初始软脉冲解释为明亮前兆,并通过与致密双星并合模型对比,提出其亮度需要磁星级磁场或并合后快速旋转大质量中子星的形成。
2023-09-02 astro-ph.HE
Gamma-ray burst taxonomy: looking for the third class on the spectral peak energy-duration plane in the rest frame
本文对409个有可靠红移的GRB在静止系Ep–T90平面上采用多种Gaussian与Student分布拟合聚类,依据AIC/BIC发现最优类别数不超过两类,未找到中间类的可靠证据。
2025-04-28 astro-ph.HE
Black hole hyperaccretion in collapsars. III. GRB timescale
伽马射线暴(GRB)分为长和短两类(即,LGRB和SGRB)的基础上观察到的双峰分布的持续时间$T_{90}$。多信使观测表明,大多数SGRB和LGRB应该分别由紧凑物体合并和大质量黑洞超吸积中的黑洞(BH)超吸积发射的超相对论喷流提供动力。然而,持续时间标准有时不能正确地反映一个特定的伽玛暴的物理起源。在星载情况下,当喷流成功地从包层和星周介质中爆发出来时,可以观测到伽玛暴。观测到的GRB持续时间只反映了喷射爆发后发动机工作的时间。本文研究了中微子湮灭或Blandford-Znajek机制驱动的喷流在大质量中微子中的传播。的签名的祖先产生的LGRB,SGRB,和失败的GRB在Bracksar的情况下展出。黑洞超吸积的质量供给与喷流向包层的传播之间的竞争,完全取决于黑洞的密度分布。我们发现,持续时间和各向同性的能量$E_{\rm{γ,iso}}$的伽玛暴可以帮助约束的密度分布的中微子。最后,我们提出一个起源于中微子的SGRB,GRB 200826 A,可能起源于一个由$\sim 10~M_\odot$的起源星发射的中微子湮灭占主导地位的喷流,其前身的信封已被剥离。
2022-08-21 astro-ph.HE
A Comprehensive Analysis of Fermi Gamma-ray Burst Data: III. Energy-Dependent T90 Distributions of GBM GRBs and Instrumental Selection Effect on Duration Classification
利用贝叶斯块方法计算了2011年9月前费米/GBM(8-1000 keV)探测到的315个伽玛暴的持续时间(T90)。我们比较了这个样本和来自以前/目前的伽玛射线暴任务之间的T90分布。我们表明,该GRB样本的T90分布是双峰的,统计显著性水平与来自BeppoSAX/GRBM样本和Swift/BAT样本的T90分布相当,但低于来自CGRO/BATSE样本的T90分布。短-长GRB数比也远低于BATSE样品得出的值,即,一比六点五对一比三。我们在几个波段测量T90,即,8-15、15-25、25-50、50-100、100-350和350-1000 keV,以研究双峰T90分布的能量依赖效应。发现在50-100和100-350 keV带中很好地观察到双峰特征,但在25-50 keV和350-1000 keV带中仅勉强可接受。双峰性的假设在8-15和15-25 keV波段被确信地拒绝。这些波段的T90分布与具有类似能带的飞行任务观察到的分布大致一致。对于长GRB,作为能量函数的参数T90遵循\bar T90 \propto E^{-0.20 \pm 0.02}。考虑到不稳定的X射线和光学耀斑,大多数伽玛射线暴的爆发持续时间甚至会更长。我们的研究结果,结合观测到的一些短暴的扩展发射,表明无论是长暴还是短暴,中央发动机活动时间尺度都远大于T90,观测到的双峰T90分布可能是由于仪器选择效应…
2012-11-19 astro-ph.HE
The peculiar short-duration GRB 200826A and its supernova
伽马射线暴(GRB)分为长事件和短事件。长伽玛暴(LGRB)与大质量恒星的终态有关,而短伽玛暴(SGRB)则与致密天体的合并有关。GRB 200826 A是一个特殊的事件,因为根据定义,它是一个SGRB,其静止帧持续时间约为0.5秒。然而,这一事件是充满活力和柔软的,这与LGRB一致。相对较低的红移(z = 0.7486)激发了一个全面的,多波长的后续活动,以表征其主机,寻找可能的关联超新星(SN),从而了解这次爆发的起源。为此,我们获得了深近红外(NIR)和光学成像与光谱学的组合。我们的分析揭示了光变曲线中的光学和近红外凸起,其光度和演化与几个LGRB-SNe一致。对瞬发伽玛暴的分析表明,这一事件遵循在LGRB中发现的$E_{\rm p,i}-E_{\rm iso}$关系。主星系是一个低质量的恒星形成星系,典型的LGRB,但具有最高的恒星形成率(SFR)之一,特别是相对于它的质量($\log M_\ast/M_\odot = 8.6$,SFR $\sim 4.0 \,M_\odot$ /年)。我们认为GRB 200826 A是一个典型的长周期暴事件。这些研究结果支持理论预测,事件产生的伽玛射线暴可以短至0.5秒的主机帧,并进一步证实,持续时间本身是不是一个有效的伽玛射线暴的祖先类。
2022-03-21 astro-ph.HE
Bridging the Gap: GRB 230812B -- A Three-Second Supernova-Associated Burst Detected by the GRID Mission
GRB 230812B是GRID任务探测到的持续3秒的超新星相关伽马射线暴,挑战了短暴仅源于并合的传统观点,表明恒星坍缩可产生短时标暴,其短时标由引擎活动与喷流突破恒星包层时间共同决定。
2024-09-19 astro-ph.HE
Are Ultra-long Gamma-Ray Bursts different?
一些持续时间超过1,000秒的伽马射线暴的发现,特别是持续时间约为25,000秒的GRB 111209 A的例外情况,引发了这样一个问题:这些暴是否形成了一类新的源,即所谓的{ \em超长} GRB,或者它们是否是标准长GRB持续时间分布的尾部。本文利用{ \em Swift}探测到的长伽玛暴样本,研究了超长伽玛暴的统计特性,并与长暴总体进行了比较。我们还讨论了观察到的光谱特性的差异。我们发现,超长伽玛暴是统计上不同于标准的长伽玛暴,典型的爆发持续时间小于100-500秒,其中沃尔夫拉叶星祖通常被调用。我们将这一结果解释为一种迹象,即必须找到一种替代方案,以解释超长GRB极端能量学,以及质量库及其大小,可以为中央引擎提供如此长的时间。
2014-11-27 astro-ph.HE
Afterglows and Kilonovae Associated with Nearby Low-Luminosity Short-Duration Gamma-Ray Bursts: Application to GW170817/GRB170817A
最近,引力波事件GW 170817被发现与短伽马射线暴(GRB)170817 A有关。进行了多波长跟踪观测,并检测到GW 170817的X射线,光学和无线电对应物。这些观测结果无疑表明GRB 170817 A起源于一颗双星中子星的合并。然而,伽马射线暴属于低光度类,可能具有比正常(高光度)类更高的统计发生率和检测概率。这意味着GRB 170817 A可能本身就很强大,但我们离轴,只能观察到它的侧面发射。在这封信中,我们提供了一个及时的建模的多波长余辉发射从这个伽玛暴和相关的kilonova信号从合并喷出物,结构化射流,两个组件的射流,和一个内在的能量较低的准各向同性火球的假设下,分别。通过对余辉特性与多波长跟踪观测的比较,我们可以区分这三种模型。此外,一些模型参数(例如,喷出物质量和速度)可以受到约束。
2017-12-02 astro-ph.HE
Proto-Magnetars as GRB Central Engines: Uncertainties, Limitations, and Particulars
简要回顾了长持续时间伽马射线暴中心引擎的毫秒原磁星模型。模型的局限性和不确定性突出。最大能量,最大持续时间,辐射效率,喷流形成机制,后期的能量注入,和(非)与超新星的毫秒磁星供电的伽玛暴提供了一个简短的讨论。
2010-08-30 astro-ph.HE
GRB Progenitors and Observational Criteria
现象学上,两类伽玛暴(长/软与短/硬)的基础上确定其伽马射线属性。这两个阶级之间的界限是模糊的。多波长观测导致识别两种类型的伽玛暴祖先:一种与大质量恒星有关(II型),另一种与致密恒星有关(I型)。有证据表明,大多数长伽玛暴属于II型,而至少大多数邻近的短伽玛暴属于I型。不过,也有相反的例子。长持续时间的I型和短持续时间的II型伽玛暴都被观测到。在这次演讲中,我回顾了伽玛射线暴分类的并发症和基于多种观察标准诊断伽玛射线暴祖细胞的努力。特别是,我提出的警告,欣然接受的BATSE检测到的所有短/硬伽玛暴是由于紧凑的恒星合并。最后,我建议引入“振幅”作为第三个维度(除了“持续时间”和“硬度”)来量化暴的性质,并指出“冰山一角”效应可能会在定义伽玛暴的物理类别时引起混乱,特别是对于低振幅,高红移伽玛暴。
2012-04-22 astro-ph.HE
How Distance Affects GRB Prompt Emission Measurements
Astrophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center(NASA戈达德太空飞行中心天体物理学科学部);University of Tampa(坦帕大学);Joint Space-Science Institute, University of Maryland(马里兰大学联合空间科学研究所);The Department of Physics, The George Washington University(乔治华盛顿大学物理系)
研究探讨了Gamma-Ray Burst (GRB)瞬时辐射测量如何受到源距离增加的影响,通过模拟高红移GRB的观测结果,发现低信噪比导致的背景主导效应使测量的持续时间低估,且高红移GRB的平均持续时间和能量变化与'冰山尖端'效应一致。
2026-02-03 astro-ph.HE
The lag and duration-luminosity relations of gamma-ray burst pulses
将伽马射线暴(以下简称GRB)的瞬时发射的时间或/和光谱特性与绝对光度联系起来的关系是非常重要的,因为它们既限制了辐射机制,又代表了潜在的距离指标。这里我们讨论两个这样的关系:滞后-光度关系和新发现的伽玛暴脉冲的持续时间-光度关系。我们的目标是扩展我们以前的工作的起源光谱滞后,使用的持续时间-光度关系最近发现的Hakkila等人。连接滞后和光度。我们还提出了一种方法来测试这种关系,最初已经建立了一个有限的样本只有12个脉冲。我们涉及滞后的光谱演化和形状的脉冲与最大值附近的脉冲特性的线性扩展。然后,我们将第一个结果与持续时间-光度关系耦合,得到滞后-光度和滞后-持续时间关系。最后,我们使用蒙特卡罗方法来产生一个人口的合成伽玛暴脉冲,然后用来检查的有效性的持续时间-光度关系。我们的理论结果的滞后和持续时间-光度关系与数据符合得很好。他们是相当不敏感的假设有关的突发光谱参数。我们的Monte Carlo分析人口的合成脉冲证实,必须满足的持续时间-光度关系重现观测的持续时间峰值通量图的BATSE伽玛暴脉冲。新发现的持续时间-亮度关系提供了以一致的方式将所有三个量联系起来的可能性:GRB脉冲的滞后,持续时间和亮度。它的有效性的一些证据已经提出,但其起源是不容易解释的内部冲击模型的背景下。
2011-09-21 astro-ph.HE
Ideal Engine Durations For Gamma-Ray-Burst-Jet Launch
为了研究伽玛暴发动机的持续时间,我们提出了研究伽玛暴喷流的数值模拟。我们考虑典型的爆炸能量($10^{52}$ erg),但不同的发动机持续时间,在最宽的域从0.1到100秒。我们采用AMR二维流体动力学代码。我们的研究结果表明,发动机持续时间强烈影响射流的性质。我们表明,发射和准直相对论外流的效率随着发动机持续时间的增加,直到中间的发动机范围内,它是最高的,过去这一点的长发动机范围内,趋势略有逆转,我们称之为这一点的加速度和准直是最高的“甜蜜点”($\sim$ 10 - 30 s)。此外,喷流能量通量表明,在这个持续时间域的变化也很高。我们认为,并不是所有的发动机持续时间可以产生准直,相对论和可变的长GRB喷流。考虑到一个典型的祖和发动机的能量,我们得出的结论是,理想的发动机持续时间,以再现长GRB是$\sim$ 10 - 30 s,在发射相对论,准直和可变射流是有利的。我们注意到,这个持续时间域与Lazzati等人(2013)有很好的联系,Lazzati等人认为BATSE的大部分长伽玛暴是由$\sim$ 10 - 20 s伽玛暴引擎提供动力的。
2017-07-04 astro-ph.HE
On the Composition of GRBs' Collapsar Jets
长伽马射线暴的持续时间分布显示,在持续时间短于~20 s(在观察者框架内)时出现平台,在持续时间较长时出现幂律下降(Bromberg等人,2012年)。这样一个平台在Collapsar模型中自然出现。在这个模型中,发动机必须运行足够长的时间才能将喷流推出恒星包层,观测到的爆发持续时间是发动机运行时间和喷流爆发时间之间的差值。我们比较了从持续时间分布推断的射流爆发时间(在爆发的框架中约10 s)与流体动力学射流(典型参数约10 s)和具有相同总能量(<1 s)的坡印亭通量主导射流的爆发时间。由于只有前者是兼容的GRB持续时间分布的平台的持续时间,我们得出结论,射流是流体动力学在大部分时间内,它的头部是在信封的祖星和周围的时间,当它出现从恒星。如果喷流首先形成为流体动力喷流,或者如果它形成坡印廷通量占主导地位,但在祖星内部早期耗散了大部分磁能,并以流体动力喷流的形式出现,这将自然出现。
2014-07-01 astro-ph.HE
How may short-duration GRBs form? A review of progenitor theories
伽马射线暴(GRB)的起源至今仍是一个令人感兴趣的研究领域。当我们收集越来越多的GRB物理学的观测约束性质时,关于祖先演化(无论是恒星还是致密天体)的新理论结果也出现了。我回顾了一些最有前途的祖先理论形成一个短持续时间的伽玛射线暴。一个特别强调的假设情况下,形成一个短持续时间的伽玛射线暴通过双黑洞合并的情况下,在这种情况下,我们可能会看到一个引力波发射太。本文讨论了形成黑洞双星的化学均匀通道,并介绍了恒星的祖先星(即所谓的TWUIN星)。这些具有引力波对应物的短持续时间伽玛暴的诞生地可能是低金属量的恒星形成矮星系。
2017-10-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
An alternative statistical interpretation for the apparent plateaus in the duration distributions of GRBs
本文指出LGRB与SGRB持续时间分布短尾中的平台未必证明坍缩星或致密双星并合,而可由正值量统计、样本不完备、选择效应、混合及分箱造成,并用Monte Carlo模拟验证。
2024-04-29 astro-ph.HE
Identifying the physical origin of gamma-ray bursts with supervised machine learning
本文利用XGBoost监督学习方法,基于瞬时辐射、余辉和宿主星系等多参数特征构建伽马射线暴物理分类方案,发现瞬时辐射特征(T90、硬度比、通量)最能区分I型和II型暴,并应用于未分类暴的类别预测。
2023-10-15 astro-ph.HE
Polarimetric Analysis of the Long Duration Gamma Ray Burst GRB 160530A With the Balloon Borne Compton Spectrometer and Imager
在2016年的康普顿光谱仪和成像仪(COSI)超压气球活动期间,探测到了长时间的伽马射线暴GRB 160530 A。作为康普顿望远镜,COSI对0.2-5.0 MeV能量范围内的伽马射线源的偏振具有固有的敏感性。我们测量了GRB 160530 A的偏振,使用1)一个标准的方法(SM)的基础上拟合的方位角散射角的分布与调制曲线,和2)一个unbinned,极大似然方法(MLM)。在这两种情况下,测得的极化水平均低于$72.3 \pm 0.8\%$(SM)和$57.5 \pm 0.8\%$(MLM)的$99\%$置信度最小可检测极化水平。因此,COSI没有探测到来自这次爆发的偏振伽马射线发射。我们对极化水平的最严格的$90\%$置信上限是$46\%$(MLM)。
2017-09-15 astro-ph.HE
Strong NIR emission following the long duration GRB 211211A: Dust heating as an alternative to a kilonova
本文提出 GRB 211211A 的强近红外发射可由星周尘埃被紫外和软 X 射线加热解释,而非千新星,并论证其与 z=0.459 宿主星系候选体及典型 GRB 能量一致。
2025-03-17 astro-ph.HE
Superflares from magnetars revealing the GRB central engine
长持续时间的伽马射线暴(GRB)可能是由毫秒磁星的旋转能量提供动力的。我认为GRB驱动磁星位于磁星磁场强度分布的高端。GRB磁星的磁场在数百年的时间尺度上衰减,并且可以为类似SGR的耀斑提供能量,其强度比2004年的SGR 1806- 20事件高出约100倍。每年有几次这样的耀斑可能已经被{ \it BATSE}观测到,并被归类为短持续时间的伽玛暴。其中一个超级耀斑与附近的d_L \simless 250 Mpc星系的关联,以及在太空中同时发现的100年前的伽马射线暴余辉(在射电中观测到的),将是伽马射线暴磁星模型的特征信号。
2010-08-16 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
An Intertwined Short and Long GRB with 4-minute Separation
Ningbo University(宁波大学);Sapienza Universita di Roma(罗马智慧大学);ICRANet(国际相对论天体物理中心网络);The Hong Long Institute for Astronomy and Astrophysics, University of Hong Kong(香港大学香港天文与天体物理研究所);Department of Physics, University of Hong Kong(香港大学物理系);Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台);Department of Astronomy, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学天文系);Max-Planck Institut für extraterrestrische Physik(马普地外物理研究所);Guangxi Key Laboratory for Relativistic Astrophysics, School of Physical Science and Technology(广西相对论天体物理重点实验室物理科学与技术学院);Department of Physics, Bar-Ilan University(巴伊兰大学物理系);Division of Science, National Astronomical Observatory of Japan(日本国立天文台科学部);Department of Astronomy, Xiamen University(厦门大学天文系)
GRB 160425A包含两个间隔四分钟的子爆发,挑战了现有前身框架,要求重新评估GRB分类方案和前身场景。
2026-04-03 astro-ph.HE
A Comparative Study of Long and Short GRBs. II. A Multi-wavelength Method to distinguish Type II (massive star) and Type I (compact star) GRBs
伽玛射线暴(Gamma Ray Burst,GRB)根据经验分为长时程GRB(LGRB,$>$ 2 s)和短时程GRB(SGRB,$<$ 2 s)。它们在物理上可以分为两个不同的祖先类别:那些起源于大质量恒星的坍缩(也称为II型)和那些与致密恒星合并有关的(也称为I型)。尽管大多数LGRB是II型,大多数SGRB是I型,但持续时间标准并不总是可靠的,以确定某种GRB的物理类别。基于我们以前对长、短伽玛暴的多波长特性的全面研究,本文利用朴素贝叶斯方法,基于多波长准则对伽玛暴进行了I型和II型物理分类。它导致0.5%的训练错误率和1%的测试错误率。此外,在后验比值$\log O({\rm II:I})$(II型与I型概率比)的分布中存在差距[-1.2,-0.16]。因此,我们建议使用${\cal O} = \log O({\rm II:I})+0.7$作为参数来将伽玛暴分为I型($<0$)和II型($>0$)。唯一确认的I型GRB,GRB 170817 A,具有log $O({\rm II:I})=-10$。根据这个标准,超新星较少的长伽玛暴060614和060505属于I型,两个有争议的短伽玛暴090426和060121属于II型。
2020-05-27 astro-ph.HE
A collapsar origin for GRB 211211A is (just barely) possible
本文用半解析辐射输运模型考察低质量坍缩星解释GRB 211211A长暴及r过程辐射超出的可能,发现高动能、Ni-56异常增丰模型拟合最佳,并提出射电观测可鉴别其与千新星。
2023-01-03 astro-ph.HE
The Rate of Short-Duration Gamma-Ray Bursts in the Local Universe
在微弱的伽玛射线暴,GRB 170817 A,与引力波探测到的双星合并在$d\sim40$ Mpc的一致,我们考虑对当地人口的微弱的短持续时间的伽玛射线暴(定义为$T_{90}<4$ s)的约束。我们回顾了建议的低红移短伽玛暴,并考虑使用雨燕/爆发警报望远镜(BAT),费米/伽玛射线暴监测器(GBM)和康普顿伽玛射线天文台(CGRO)爆发和瞬态源实验(BATSE)伽玛暴的$d\lessapprox200$ Mpc人口的统计限制。雨燕/BAT短伽玛暴给出了在$d<200$ Mpc时$<4$ y $^{-1}$的全天速率的上限,对应于SGRB的$<5$ %。选定的CGRO/BATSE和费米/GBM伽玛暴与$d<100$ Mpc星系位置的交叉相关返回较弱的$\lessapprox12\ {\rm y^{-1}}$约束。另一项对附近($d<11$ Mpc)星系中SGR巨型耀斑相关性的研究发现了$<3\ {\rm y^{-1}}$的上限。我们的分析表明,GRB 170817 A类事件可能是罕见的在现有的SGRB目录。最好的类似物候选者仍然是GRB 050906,其中雨燕/BAT的位置与$d\approx132$ Mpc的星系IC 0327一致。如果双中子星合并率处于目前估计的高端,那么我们的结果意味着在即将到来的LIGO/Virgo科学运行中,最多有百分之几的合并率将伴随着可检测到的伽马射线…
2018-12-03 astro-ph.HE
Short-duration GRB 250221A Afterglow Driven by Two-Component Jets from the merger of a compact star
Guangxi University(广西大学);Nanjing University(南京大学);Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
GRB 250221A的后glow由双组分喷流模型解释,揭示了短持续时间GRB的双喷流机制及周际介质密度特征。
2026-02-28 astro-ph.HE
GRB 090323 and GRB 090328: two long high-energy GRBs detected with Fermi
我们分析了两个长的伽马射线暴,GRB 090323和GRB 090328,它们触发了费米伽马射线暴监测器(GBM),并产生了一个自主重定向请求费米大面积望远镜。GBM光变曲线显示两个事件的多峰结构。在这里,我们提出了时间积分和时间分辨的突发光谱拟合不同的模型由GBM探测器。
2010-02-22 astro-ph.HE
A Kilonova Following a Long-Duration Gamma-Ray Burst at 350 Mpc
在这里,我们报告的发现与附近(350 Mpc)分钟持续时间GRB 211211 A的千诺瓦。与深度光学极限相结合,排除了在爆发后17.7天伴随的超新星的存在,以$M_I > -13$等,千新星的鉴定证实了这次爆发的祖先是一个紧凑的对象合并。虽然GRB 211211 A的伽马射线光变曲线中光谱较软的尾部让人想起以前的扩展发射短GRB(EE-SGRB),但它的快速明亮尖峰持续$\gtrsim 12$ s,将其与过去的EE-SGRB分开。GRB 211211 A的kilonova与AT 2017 gfo有着相似的光度、持续时间和颜色,而AT 2017 gfo是与引力波(GW)探测到的双星中子星(BNS)合并GW 170817有关的。我们发现,合并喷射$\approx 0.04 M_{\odot}$的r-过程丰富的材料,是符合合并的两个中子星(NS)的质量接近规范$1.4 M_{\odot}$。这一发现意味着,长,复杂的光变曲线的伽玛暴可以产生从紧凑的对象合并事件和人口的kilonovae以下的伽玛暴持续时间$\gg 2$ s应占在计算的NS合并r-过程的贡献和速率。在350 Mpc,目前的GW干涉仪网络在设计灵敏度将检测到合并沉淀GRB 211211 A,如果它在事件发生时正在运行。因此,进一步寻找与长伽玛暴相一致的GW信号是未来多信使天文学的一条有前途的路线。
2022-08-26 astro-ph.HE
Discovery of high-frequency quasi-periodic oscillation in short-duration gamma-ray bursts
该研究系统分析 Fermi/GBM 的 605 个短伽马射线暴,在 3 个暴中发现置信度高于 5.2σ 的数百至千赫兹 QPO,支持双中子星并合形成超大质量磁星中心引擎。
2025-02-19 astro-ph.HE
The Progenitor and Central Engine of short-duration GRB 201006A associated with a coherent radio flash
通过重新分析Fermi和Swift数据,研究发现短时GRB 201006A的相干射电暴源于超质量磁星坍缩成黑洞,且其前身星来自致密星合并。
2024-10-12 astro-ph.HE
Classifying GRB170817A / GW170817 in a Fermi duration - hardness plane
GRB 170817 A与LIGO-Virgo GW 170817中子星合并事件有关,缺乏长期分类模型所预期的短伽马射线暴(GRB)的短持续时间和硬光谱。正确识别这类暴属于需要与费米GBM探测到的其他伽玛暴进行比较。我们的分析的目的是分类费米伽玛暴和测试是否GRB 170817 A属于-建议-短伽玛暴类。费米GBM星表提供了一个大型数据库,其中包含许多可用于探索伽马射线暴分类的测量变量。我们使用统计技术来寻找集群的样本中的1298伽马射线暴描述的持续时间和光谱硬度。对探测到的暴的分类表明,GRB 170817 A最有可能属于中等暴,而不是短暴。我们讨论了这一结果的理论中子星合并模型和现有的GRB分类方案。看来,伽玛射线暴分类方案可能还没有联系到适当的理论模型,理论模型可能还没有充分考虑到已知的伽玛射线暴类属性。我们的结论是,GRB 170817 A可能不适合一个简单的现象学分类方案。
2018-02-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Gamma-Ray Burst - Supernova Connection
大量证据表明,长时间、软光谱的伽马射线暴(GRB)与大质量恒星的死亡有关。对GRB-超新星(SN)联系的观测为这种物理联系提供了最直接的证据。我们总结了30个GRB-SN协会,并专注于五个铁证如山的情况下,突出了随后的深入了解祖细胞的详细观察。我们还解决了SN协会(或缺乏)与几个子类的GRB,发现X射线闪光(XRF)的人口可能与大规模恒星死亡,而短时间的事件可能会出现从一个老的人口不容易产生SN同时与GRB的能力。有趣的是,少数看似长持续时间的软谱伽玛暴没有显示出类似SN活动的证据;这可能是恒星死亡中预期的Ni-56生产范围的自然结果。
2011-04-12 astro-ph.HE
Correlations between Lag, Duration, Peak Luminosity, Hardness, and Asymmetry in Long GRB Pulses
BATSE目录的继续研究验证了先前确定的脉冲滞后和脉冲持续时间之间的相关性,以及大样本长GRB脉冲的两个属性和脉冲峰值通量之间的相应反相关性;研究还发现脉冲峰值滞后,脉冲不对称性和脉冲硬度之间的相关性。这些关系显然可以用来区分长伽玛暴和短伽玛暴。相关的脉冲属性表示的约束,可以用来指导理论建模,而批量提示发射性能似乎是通过组合和涂抹的方式,可能会失去有价值的信息的脉冲特性。
2009-01-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Properties of Short Gamma-Ray Burst Pulses from A BATSE TTE GRB Pulse Catalog
我们分析了一个新的包含来自387个BATSE时间标记事件(TTE)GRB的434个脉冲的短伽马射线暴(GRB)的脉冲特性。短伽玛射线暴脉冲表现出相关的持续时间,通量,硬度和振幅的属性,他们的发展硬软,同时经历类似的三峰光变曲线中发现的长/中爆发。我们分类脉冲光变曲线使用它们的时间复杂性,表明短伽玛暴脉冲表现出一系列的复杂性,从光滑的高度可变的。在复杂脉冲中看到的大多数明亮、坚硬、混乱的发射似乎代表了一个独立的高度可变的发射成分。与长/中等暴不同,多达90%的短伽玛暴是单脉冲的。然而,短多脉冲群中的发射被耦合,使得第一脉冲的持续时间是脉冲间间隔和后续脉冲持续时间两者的预测器。这些结果有力地支持了外部冲击产生短伽玛暴中所见的瞬发辐射的观点。长、短和中间GRB的三峰结构和光谱演化之间的相似性表明,外部冲击是所有GRB类中观察到的瞬时发射的原因。除了这些发现,我们确定了一种新的类型的伽马射线瞬态峰值振幅发生在年底的爆发,而不是在较早的时间。其中一些“渐强”爆发之前是快速发射的“断奏”脉冲,而其余的则是一个可变的插曲,可能是未解决的断奏脉冲。
2018-01-02 astro-ph.HE
The Energy-Dependence of GRB Minimum Variability Timescales
我们限制了费米/GBM仪器在2012年7月11日之前观测到的938个伽玛暴的最小变率时间尺度。从这些时间尺度得出的祖先半径的最严格的约束是从最硬的能量通道的光变曲线中获得的。在较软的波段中--或者从雨燕的硬X射线中对相同伽马射线暴的测量中--我们表明,变化的时间尺度往往要长2- 3倍。应用生存分析占检测和上限,我们发现中位数最小的时间尺度在休息帧的长持续时间和短持续时间的伽玛射线暴的45毫秒和10毫秒,分别。只有不到10%的伽玛暴在2 ms以下的时间尺度上表现出变化的证据。这些最短的时间尺度需要洛伦兹因子$\gtrsim 400$,并意味着长持续时间伽玛暴的典型发射半径为$R \approx 1 {\times} 10^{14}$ cm,短持续时间伽玛暴的典型发射半径为$R \approx 3 {\times} 10^{13}$ cm。我们讨论了伽玛暴火球模型的影响,并调查是否伽玛暴最小时标随宇宙时间的演变。
2015-06-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Electromagnetic Counterpart of the Binary Neutron Star Merger LIGO/VIRGO GW170817. VIII. A Comparison to Cosmological Short-duration Gamma-ray Bursts
我们提出了一个全面的比较性质的无线电通过X射线对应的GW 170817和短持续时间的伽马射线暴(GRB)的属性。为了这项工作,我们利用了2004-2017年发现的36个短GRB的样本,这些样本跨越了$z \approx 0.12-2.6$的红移范围。我们发现,对应的GW 170817有一个各向同性的等效光度是$\approx 3000$倍小于轴上短伽玛射线余辉的中值,和$\gtrsim10^{4}$倍小于检测到的短伽玛射线射电余辉。此外,从GW 170817和轴上短GRB余辉的射电和X射线对应物中推断出的允许喷流能量和粒子密度非常相似,这表明视角效应是它们观测到的射电和X射线行为的主要差异,也许是唯一的差异。通过与先前声称的短伽玛暴之后的千诺瓦的比较,我们发现GW 170817的光学和近红外对应物相对而言是由$\approx 3-5$的因子欠发光的,这表明了千诺瓦光度和时间尺度的范围。在$\lesssim 1$天时间尺度上的短伽玛暴之后的光学极限的比较也排除了在先前的一个短伽玛暴中具有可比的光学各向同性等效光度的“蓝色”千诺瓦。最后,我们研究了GW 170817,NGC 4993的宿主星系,在短伽玛暴宿主星系的恒星种群特性的背景下。我们发现,NGC 4993是最高级的,在其大光度,老恒星人口年龄,和低恒星形成率相比,以前的短伽玛射线暴主机。高级LIGO/VIRGO体积内的其他事件对…
2017-10-16 astro-ph.HE
Probing the progenitor of high-$z$ short-duration GRB 201221D and its possible bulk acceleration in prompt emission
越来越多的观测证据表明,长持续时间和短持续时间的伽马射线暴(GRB)分别起源于大质量恒星的核塌缩和致密恒星的合并。GRB 201221 D是一个持续时间为$\sim 0.1$ s的短持续时间GRB,在高红移$z=1.046$处没有扩展发射(EE)。通过分析Swift/BAT和Fermi/GBM观测到的数据,我们发现截止幂律模型可以充分拟合具有软$E_{\rm p}=113^{+9}_{-7}$ keV和各向同性能量$E_{γ,iso} =1.36^{+0.17}_{-0.14}\times 10^{51}~\rm erg$的光谱。为了揭示GRB 201221 D可能的物理起源,我们采用了多波长标准(例如,Amati关系、$\varepsilon$ -参数、振幅参数、局部事件率密度、光度函数和宿主星系的性质),发现GRB 201221 D的大部分观测结果都倾向于致密恒星合并起源。此外,我们发现,$\hatα$是大于$2+\hatβ$在即时发射阶段,这表明,在即时发射阶段的坡印廷通量占主导地位的射流的发射区可能正在经历加速。
2022-06-16 astro-ph.HE hep-ph
GRB 090426: The Environment of a Rest-Frame 0.35-second Gamma-Ray Burst at Redshift z=2.609
我们发现了GRB 090426的吸收线红移z = 2.609,建立了观测持续时间<2 s的伽马射线暴的第一个确定的红移下限。通过对T_90z = 0.35 s的静止帧爆发持续时间和事件峰值能量的详细检查,我们认为这很可能(在> 90%的置信度下)是短/硬伽玛暴唯象类的一员。通过对光学余辉光谱的分析,我们发现爆发起源于一条非常低的HI柱密度视线,N_HI <3.2 x 10^19 cm ^-2。我们的GRB 090426余辉光谱似乎也有较弱的低电离吸收(硅II,C II)比以前的余辉光谱的~95%。最后,我们还报告发现了一个蓝色的,非常明亮的,恒星形成假定的宿主星系(~2 L *)在一个小的角度偏移的光学余辉的位置。我们认为,这种独特的伽玛暴的背景下,爆发持续时间分类和我们的理解伽玛暴祖场景的影响。
2009-07-09 astro-ph.HE
Fermi-GBM Observations of GRB 230307A: An Exceptionally Bright Long-Duration Gamma-ray Burst with an Associated Kilonova
本文报告了Fermi-GBM对超亮长伽马射线暴GRB 230307A的观测,发现其伴随千新星,利用双平滑破缺幂律模型进行精细光谱分析,揭示了其快冷却区同步辐射演化、高纬度发射及极高体洛伦兹因子,为长合并类GRB提供独特见解。
2025-07-16 astro-ph.HE
Multi-Wavelength Observations of Short-Duration Gamma-Ray Bursts: Recent Results
I型(短持续时间总体)伽马射线暴(GRB)的光学/近红外余辉的探测数量以及显著深的未探测数量已经足够大,现在可以构造具有统计意义的样本。我目前在最近的一些结果中的亮度分布的I型伽玛暴余辉相比,II型伽玛暴(星人口),喷流中断的存在,在I型伽玛暴余辉的问题,和黑暗的I型伽玛暴的发现。
2013-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fermi observations of high-energy gamma-ray emission from GRB 080825C
费米伽玛射线空间望远镜(FGST)为研究伽马射线暴(GRB)开辟了一个新的高能窗口。在这里,我们提出了一个全面的分析伽玛暴080825 C,它触发了费米伽马射线暴监测器(GBM),是第一个由费米大面积望远镜(LAT)的伽玛暴的坚定检测。我们讨论了LAT事件的选择,背景估计,显着性计算,并在一般和GRB 080825 C特别费米伽玛暴的本地化。我们展示了GBM和LAT数据的时间和时间分辨谱分析的结果。我们还提出了一些理论解释的GRB 080825 C的观测以及在其他LAT GRB中观察到的一些共同特征。
2009-10-21 astro-ph.HE