Near-extremal black holes as initial conditions of long GRB-supernovae and probes of their gravitational wave emission
与超新星有关的长伽马射线暴(GRB)和合并产生的短伽玛射线暴(SGRBEE)可能是由黑洞作为共同的内部引擎提供动力的,因为它们的瞬发伽玛射线暴辐射满足$E_{p,i}-E_{iso}$平面上相同的Amati相关性。我们引入修改后的Barnikh方程,以确定超吸积驱动新形成的黑洞在核心坍缩超新星的近极值自旋作为一个前兆,以促进伽玛射线暴的排放。在BATSE长伽玛暴目录中观察到随后的自旋下降。自旋下降提供了一个自然的统一与正常的长伽玛暴和SGRBEE的黑洞自旋的寿命长的持续时间,在合并的主要后备物质的情况下。结果指出了在高频引力波中看不到的主要发射。描述了一种新的匹配滤波方法,用于LIGO-Virgo和KAGRA在基本上最大灵敏度下对附近核心坍缩超新星的宽带探测。
2015-08-31 astro-ph.HE
Constraining Coupling Constants' Variation with Supernovae, Quasars, and GRBs
狄拉克在1937年提出了由他的大数假设导出的耦合常数的变分。从那时起,一直在努力通过各种方法限制它们的变化。我们简要地讨论了几种用于此目的的方法,同时主要集中在使用超新星类型1a,类星体,伽玛射线暴(GRB)作为宇宙学探测确定宇宙学距离。Ia型超新星(SNeIa)被认为是最好的标准烛光,因为它们的内在光度可以从它们的光变曲线精确地确定。然而,它们只在红移$z=2.3$附近被观测到,大部分在$z<1.5$。类星体是宇宙中最明亮的非瞬态宇宙源。在$z=7.5$之前已观察到它们。某些类型的类星体可以被很好地校准,以用作标准烛光,但其内在光度的不确定性比SNeIa更高。伽玛暴甚至比类星体还要亮,观测到的亮度高达$z=9.4$。它们的辐射持续时间从几十毫秒到几分钟,在极少数情况下,持续几个小时。然而,它们比类星体更难校准为标准烛光。当耦合常数变为动态时,如果标准烛光的本征光度受到影响会怎样?本文利用我们早期的发现,光速c,引力常量G,普朗克常数h,玻尔兹曼常数k的变化相关的$G\thicksim c^{3}\thicksim h^{3}\thicksim k^{3/2}$与$(\dot{G}/G)_{0}=3(\dot{c}/c)_{0}=(\dot{h}/h)_{0}=1.5 (\dot{k}/k)_{0}=5.4H_{0} =3.90(\pm 0.04)\times 10^{-10} y…
2023-01-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Physics of radiation mediated shocks and its applications to GRBs, supernovae, and neutron star mergers
在不同类型的宇宙爆炸中观察到的第一个电磁信号是在爆炸中产生的冲击波从包围中心源的不透明外壳中出现时释放的。值得注意的例子是各种类型的超新星和低光度伽玛暴的早期辐射,长伽玛暴中的瞬发光球辐射,以及伴随着中子星合并中引力波信号的伽马射线辐射。在所有这些例子中,由爆炸驱动的冲击波是由被困在其中的辐射所介导的,它的速度和结构取决于环境条件,决定了早期观测到的电磁辐射的特征,也可能是它们的中微子发射。近年来,人们一直致力于发展一个详细的辐射介导冲击理论,试图预测上述系统中早期发射的性质。鉴于即将到来的瞬变工厂对冲击爆发候选者的预期检测率,以及对中子星合并(如GW 170817)中冲击爆发的伽马射线闪光的潜在检测,这些努力是及时的。本文从辐射介导休克的基本原理出发,对辐射介导休克的理论和应用进行了综述。激波解的分类取决于每一类物体的条件,并将说明用于求解不同状态下激波方程的方法,特别强调观测诊断。重点介绍了它在超新星、低光度伽玛暴、长伽玛暴、中子星合并和中微子发射等方面的应用。
2020-03-12 astro-ph.HE
The Spectral SN-GRB Connection: Systematic Spectral Comparisons between Type Ic Supernovae, and broad-lined Type Ic Supernovae with and without Gamma-Ray Bursts
本文首次系统地研究了17颗Ic型超新星(SNe Ic)、10颗没有观测到伽马射线暴(GRB)的宽线型超新星(SNe Ic-bl)和11颗有GRB的宽线型超新星(SNe Ic-bl)的光谱特性随时间的变化,以探讨它们的爆发条件和前身。我们总共分析了407个光谱,这些光谱来自已发表的单个SNe的光谱以及Modjaz等人(2014)的密集时间采样光谱数据。为了量化SN光谱的多样性作为SN亚型的函数,我们构建了SNe Ic,SNe Ic-bl没有GRB和SNe Ic-bl与GRB的平均光谱。我们发现SN 1994 I不是典型的SN Ic,而SN 1998 bw/GRB 980425的光谱代表了SNe Ic-bl的平均光谱。我们测量喷出物的吸收和宽度的速度,使用这里描述的一种新方法,并发现,SNe Ic-BL与GRB,平均而言,有定量更高的吸收速度,以及更广泛的线宽比SNe没有观察到的GRB。此外,我们寻找SN-GRB的光谱特性和伴随的GRB的能量之间的相关性。最后,我们表明,没有明确的He线在光谱的SNe Ic-BL,特别是SN-GRB,是不是由于他们被太模糊,由于存在于喷出物中的高速度。这意味着SN-GRB的祖先星除了不含H外,可能不含He,这对在观测到的低金属丰度下产生这种SN-GRB祖先星所需的恒星演化路径产生了强烈的约束。
2016-07-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Novel distance indicator for gamma-ray bursts associated with supernovae
上下文有人提出,伽马射线暴(GRB)与Ib/c型超新星(SN)的时间重合可以用诱发引力坍缩(IGC)的概念来解释,IGC是由Ib/c型超新星(SN)喷射出的物质吸积到中子星(NS)上引起的。NS预计将达到坍缩成黑洞(BH)并发射伽马射线暴所需的临界质量。我们发现了一个标准的光度-光变曲线行为的晚时间的X射线辐射的这一子类的伽玛暴。目标。我们测试,如果发现在这类伽玛暴的光度的标准行为可以成为这些源的红移估计。方法.我们选择了一个样本的伽玛暴,属于这一子类的IGC伽玛暴与SN(IGC GRB-SN源)。这些源具有各向同性能量$E_{iso} > 10^{52}$ erg,它们的宇宙学红移在$z = 0.49-1.261$的范围内。我们重点研究了相应的X射线光度光变曲线。结果我们发现,所有的伽玛暴的测量红移的样品提出了一个标准的亮度晚时光变曲线在$0.3-10$ keV的静止帧能量范围。我们用这些结果来估计没有测量红移的样品的GRB红移,发现结果与其他可能的红移指标一致。结论.样品中所有伽玛暴的标准晚期X射线光度曲线显示了X射线发射的这个特定阶段的共同物理机制,可能与SN过程中NS的产生有关。此外,这个比例定律代表了在X射线余辉发射过程的后期阶段非常低甚至没有光束的强有力证据。这可能是一个基本的工具,估计红移的伽玛暴,属于这一子类的事件。我们目前正在扩大这一类别的伽玛暴,以进一步验证这种…
2013-04-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Exploring GRBs and supernovae connection: does a superluminous hypernova population exist?
本文回顾了超长伽马射线暴与超亮超新星之间可能存在的联系,重点分析了GRB 111209A/SN 2011kl等关键事件、前身星与宿主星系的作用以及磁星中心引擎等模型,指出需进一步观测和理论研究以确定是否存在超亮超新星族群。
2025-05-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Utilizing the Updated Gamma-Ray Bursts and Type Ia Supernovae to Constrain the Cardassian Expansion Model and Dark Energy
我们更新伽玛射线暴(GRB)的某些光谱和光变曲线功能之间的光度关系与139 GRB。用Union2.1 Ia型超新星(SNe Ia)的三次样条插值方法,用$z\leq1.4$的样品标定了$z>1.4$的82个伽玛暴的距离模量。利用580个Union2.1超新星Ia样品($z<1.4$)和82个校准的伽玛暴数据($1.4<z\leq8.2$),研究了Cardassian膨胀模型和暗能量的联合约束.在$Λ$ CDM中,我们发现在580个Ia超新星上增加82个高\emph{z}暴,显著改善了对$Ω_{m}-Ω_Λ$面的约束.在卡达西展开模型中,最佳拟合是$Ω_{m}= 0.24_{-0.15}^{+0.15}$和$n=0.16_{-0.52}^{+0.30}$ $(1σ)$,这与$Λ$ CDM宇宙学$(n=0)$在$1σ$置信区域中一致。我们还讨论了两个暗能量模型,其中状态方程$w(z)$分别被参数化为$w(z)=w_{0}$和$w(z)=w_{0}+w_{1}z/(1+z)$。基于我们的分析,我们看到,我们的宇宙在更高的红移高达$z=8.2$是一致的$1σ$置信水平的和谐模型。
2015-04-09 astro-ph.CO 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
Can Stellar Mixing Explain the Lack of Type Ib Supernovae in Long-Duration GRBs?
与长时间伽马射线暴观测有关的超新星的发现是这些暴的祖先是大质量恒星的主要证据。理解这些祖先的主要谜团之一是,所有这些与伽马射线暴有关的超新星都是Ic型超新星,没有证据表明恒星大气中存在氦。许多研究都集中在是否这种氦只是隐藏在光谱分析。在本文中,我们展示了最近的恒星模型,使用新的对流算法的基础上,我们目前的理解恒星混合的结果。我们证明,增强对流可能会导致严重的恒星氦层耗尽,这表明氦没有被观察到,只是因为它不是在恒星。我们还提出了光变曲线和光谱的这些紧凑的氦耗尽的恒星相比,更传统的氦层的模型。
2013-07-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Supernovae - Optical Precursors of Short Gamma-Ray Bursts
估计了在几年时间间隔内观测到“超新星-伽马射线暴“对事件和周期性伽玛暴的概率。双星系统中的超新星爆炸伴随着一对短命的致密天体的形成,可能是这种事件的来源。如果一个短的伽玛暴是在一对伽玛暴的碰撞过程中产生的,那么大约300个具有红移z的短伽玛暴中的每一个都必须有一个光学前兆-一个超新星,在观测者的时间间隔<2(1+z)yr。如果超新星爆炸具有超新星的模式,那么连续观测到长和短的伽玛暴是可能的。本文还讨论了在坍缩星系核中产生多个伽玛暴的可能性。
2011-02-20 astro-ph.HE
Weak gravitational lensing effects on cosmological parameters and dark energy from gamma-ray bursts
伽马射线暴(GRB)是一个有吸引力的对象,约束的暗能量的性质,在某种程度上补充其他宇宙学探测,特别是在高红移。然而,遥远伽玛暴的视星等会因沿视线方向的密度起伏而受到引力透镜的扭曲。研究了引力透镜效应对伽玛暴宇宙学参数和暗能量状态方程的影响。我们首先在不假设任何宇宙学模型的情况下标定了伽玛暴的光度关系。利用最新的Ia型超新星(SNe Ia)样品,用宇宙学方法标定了低红移伽玛暴的光度距离。我们发现,引力透镜对宇宙学参数和暗能量的确定有不可忽视的影响。引力透镜改变了宇宙学参数和暗能量的最佳拟合约束。由于高红移的伽玛暴更容易被还原,所以观测到的物质密度的最可能值$Ω_M$略低于其实际值。在$Λ$ CDM模型中,我们发现在考虑了引力透镜效应后,物质密度参数$Ω_M$将从0.30移动到0.26。引力透镜也会影响暗能量的状态方程,使其变为更负的值。我们首次利用伽玛暴将暗能量状态方程约束为红移$z\sim 8$,发现在$1σ$置信水平下,状态方程偏离$Λ$ CDM,但在$2σ$置信水平下,状态方程与$w=-1$一致.
2011-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
A study of gamma ray bursts with afterglow plateau phases associated with supernovae
对Swift观测到的176个已知红移的伽马射线暴余辉平台的分析表明,与超新星(LONG-SNe)有关的长伽玛暴子样本(19个事件)在平台相结束时的亮度La与平台结束时间T*a之间呈现出很高的相关系数,以下称为Dainotti关系。此外,这些与伽玛暴相关的超新星Ib/c也遵循峰值-星等拉伸关系,类似于标准化超新星Ia的关系。在这里,我们调查了一类具有平台并与SN相关的GRB,以比较该样本的Dainotti相关性与未观察到相关SN的长GRB(以下称为LONG-NO-SNe,128 GRB)的相关性,并检查这些子样本之间是否存在差异。我们首先采用了非参数统计方法来考虑红移的演化,并检查这种效应是否以及如何使LONG-NO-SNe样本的斜率变陡。因此,消除选择偏差是在不同红移下观察到的样品之间进行任何比较之前的第一步。然后,我们应用T-student检验来评估两个样本的斜率之间的统计差异。我们证明了LONG-NO-SNe样品的斜率没有演化,并且在小红移处LONG-SNe样品预计没有演化。LONG-NO-SNe的斜率与SN分量的光谱检测可靠的LONG-SNe的斜率之间的差异具有统计学显著性。这可能表明,与LONG-NO-SNe不同,具有相关SNe的坚定光谱特征的LONG-SNe可能不需要在平台阶段的标准能量库。因此,这一分析可能会打开新的视角,在未来的理论研究的平台发射的伽玛暴,与SNe。
2017-03-03 astro-ph.HE
Constraining high-energy neutrinos from choked-jet supernovae with IceCube high-energy starting events
不同类型的核塌缩超新星(SNe)被认为是高能宇宙中微子的候选源。剥离信封SNe,包括高能事件,如超新星和超发光SNe,是特别感兴趣的。它们可能含有相对论喷流,能够解释伽马射线暴、低光度伽玛暴、超长伽玛暴和宽线Ib/c型超新星的多样性。使用六年的冰立方数据的高能量启动事件(HESE),我们进行了一个unbinned极大似然分析,以寻找空间和时间的巧合与222个样本的SNe Ib/c。我们发现,目前的数据是一致的背景唯一的假设,我们把新的上限约束的各向同性等效能量的宇宙射线,${\mathcal E}_{\rm cr}\lesssim{10}^{52}~{\rm erg}$,在限制所有SNe都伴随着轴上喷流。我们的研究结果表明,不仅上行μ介子中微子,而且HESE数据使我们能够约束这些SNe的潜在贡献,在冰立方中观察到的扩散中微子通量。我们还讨论了下一代中微子探测器,如IceCube-Gen 2的影响。
2018-12-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
A Monte Carlo approach to magnetar-powered transients: II. Broad-lined type Ic supernovae not associated with GRBs
宽线Ic型超新星(SNe Ic-BL)是核坍缩超新星的一个子类,其能量来源在文献中存在争议。近年来,人们用磁星(+~(56)Ni)模型对SNe的Ic-BL进行了一系列研究。磁星形成的证据是在观测良好的SNe Ic-BL 1998 bw和2002 ap中发现的。本文系统地研究了一个与伽马射线暴无关的大样本SNe Ic-BL。我们使用的光球速度数据确定在一个均匀的方式。我们发现,磁星+56 Ni模型提供了一个很好的描述的光变曲线和速度演化的我们的样品的SNe Ic-BL,虽然一些SNe(不是全部)也可以描述的纯磁星模型或由两个组件的纯56 Ni模型(12个中的3个是不太可能解释的两个组件模型)。在磁星+56 Ni模型中,解释其光度所需的56 Ni量显著减少,并且导出的初始爆炸能量通常与中微子加热一致。不同的物理参数之间的一些相关性进行了评估,并讨论了它们对磁场放大和总能量库的影响。
2017-12-14 astro-ph.HE
Supernovae Ia and Gamma-Ray Bursts together shed new lights on the Hubble constant tension and cosmology
本文通过分箱分析Pantheon样本发现哈勃常数随红移呈缓慢下降趋势,并结合伽马射线暴基本面关系等探针,为解决哈勃常数危机及探索高红移宇宙提供了新见解。
2023-09-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Locations of Short Gamma-ray Bursts as Evidence for Compact Object Binary Progenitors
利用哈勃空间望远镜(HST)静止坐标系对22个短伽马射线暴(GRB)宿主星系和次星系环境进行了紫外/光学观测。利用高角分辨率和深度的HST,我们的主机星系的形态特征,测量精确的投影物理和主机归一化的偏移量之间的爆发和主机中心,并计算相对于其主机光分布(休息帧UV和光学)的爆发的位置。我们计算了短暴的物理偏移量中值为4.5kpc,约为长暴的3.5倍,发现约25%的短暴的物理偏移量大于10 kpc。当与它们的宿主大小比较时,中位偏移量为1.5个半光半径(r_e),大约是长伽玛暴、核心坍缩超新星和Ia型超新星的1.5倍。此外,约20%的短暴炮检距大于5 re,只有约25%的短暴炮检距小于1 re。我们进一步发现,短伽玛暴严重低估了其宿主星系的静止坐标系光学和紫外光,约30-45%的爆发位于其宿主星系中没有可检测到的恒星光的区域,约55%位于没有紫外光的区域。因此,短伽玛暴不会发生在恒星形成区,甚至恒星质量。这表明,短伽玛暴的祖先系统必须从它们的诞生地迁移到它们最终的爆炸地,这是紧凑天体双星系统中的一个反冲信号。利用炮检距的完整样本,我们估计出天然井涌速度约为20-140 km/s。这些独立的证据线提供了最强有力的支持,到目前为止,短伽玛暴的结果合并的紧凑对象的二进制文件(NS-NS/NS-BH)。
2013-07-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Relativistic Jets in Core Collapse Supernovae
经过几十年的广泛研究,核心坍缩超新星(CCSNe)的驱动机制仍然不清楚。一个常见的机制是中微子驱动的外流,但其他人已经提出。其中,一个长期存在的观点是,喷流在SN爆炸中起着重要作用。伴随着罕见而强大的CCSNe的伽马射线暴(GRB),有时被称为“超新星”,为喷流活动提供了明确的证据。相对论性伽玛射线暴喷流在恒星的外壳上打了一个洞,并在远离原始恒星的地方产生了观测到的伽玛射线。虽然超新星和喷流共存于长伽玛暴中,但驱动超新星和喷流的机制之间的关系尚不清楚。同样不清楚的是罕见的超新星和更常见的CCSNe之间的关系。在这里,我们{目前的观测证据表明},阻塞喷流是活跃的CCSNe类型,不与伽玛暴。一个被阻塞的喷射流把所有的能量都储存在一个茧里。茧最终从恒星中破裂,以非常高的速度释放出高能物质,但速度低于相对论。这种快速移动的物质具有独特的特征,可以在早期SN光谱中检测到。我们在几个CCSNe中找到了这种签名的明确证据,所有这些都涉及在爆炸前失去了全部或大部分氢包层的祖先。这些包括CCSNe,它不包含GRB或任何其他相对论流出。我们的研究结果表明,在不同类型的CCSNe中,中央引擎活动是连续的,并呼吁重新思考常规CCSNe的爆发机制
2017-06-02 astro-ph.HE
Tightening Cosmological Constraints Within and Beyond $Λ$CDM Using Gamma-Ray Bursts Calibrated with Type Ia Supernovae
INAF - Osservatorio Astronomico di Capodimonte(意大利国家天体物理研究所卡波迪蒙特天文台);Institute for Frontiers 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);Department of Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学天文系);INAF - Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台);Università di Camerino(卡梅里诺大学);INAF - Osservatorio Astronomico di Brera(意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia(意大利国家核物理研究所佩鲁贾分部);SUNY Polytechnic(纽约州立理工大学);Al-Farabi Kazakh National University(阿里-法拉比哈萨克国立大学);ICRANet(国际相对论天体物理中心网络)
本文提出一种无模型方法,结合Pantheon+数据集、人工神经网络和两种伽马射线暴相关性,构建从低到高红移的距离阶梯,以约束ΛCDM和w0waCDM宇宙学参数。
2026-03-18 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Proto-magnetar jets as central engines for broad-lined type Ic supernovae
Ic型超新星(SNe Ic)的一个子集,宽线SNe Ic(SNe Ic-bl),显示出异常高的动能($\sim 10^{52}$ erg),这不能单独用中微子提供的能量来解释。许多SNe Ic-bl与长伽马射线暴(GRB)相一致,这表明SNe和GRB之间的联系。一小部分的核心坍缩超新星(CCSNe)形成了一个快速旋转和强磁化的质子中子星(PNS),一个原磁星。来自这些磁星的喷流可以提供在SNe Ic-bl中观察到的高动能,并且还提供与伽马射线暴的连接。在这项工作中,我们使用的喷射流出产生的3D CCSN模拟一致形成的原磁星作为中央引擎的全明星爆炸模拟。我们提取了一系列的中心发动机参数,发现提取的发动机能量在$6.231 \times 10^{51}-1.725 \times 10^{52}$ erg范围内,发动机时标在$0.479-1.159$ s范围内,发动机半开角在$\sim 9-19^{\circ}$范围内。使用这些作为中央引擎,我们进行二维特殊相对论(SR)流体动力学(HD)和辐射传输模拟计算相应的光变曲线和光谱。我们发现,这些中央发动机参数成功地产生SNe Ic-BL,这表明,从原磁星的喷气机可以是可行的引擎SNe Ic-BL。我们还发现,只有中央发动机与较小的开度角($\sim 10^{\circ}$)形成的GRB意味着GRB的形成可能与较窄的射流流出和Ic-bl的没有…
2021-05-17 astro-ph.HE
Evidence for magnetar formation in broad-lined type Ic supernovae 1998bw and 2002ap
宽线Ic型超新星(SNe Ic-BL)是一种特殊的恒星爆炸,区别于普通的SNe。某些SNe的Ic-BL与长持续时间(\gtrsim 2 s)的伽马射线暴(GRB)有关。黑洞和磁星是两种被假设为伽玛暴核心引擎的致密天体。尽管进行了几十年的研究,但到目前为止,还没有发现伽马射线暴形成黑洞或磁星的直接证据。在这里,我们报告的发现,(t \lesssim> 50天)和晚期(t \gtrsim 300天)在SNe 1998 bw的光变曲线中显示缓慢衰减(与GRB 980425有关)和2002 ap(与GRB无关)可以归因于磁星自旋下降,初始旋转周期P0 \sim 20 ms,而中期(50 \lesssim t \lesssim 300天)线性下降是由56 Ni的放射性衰变引起的。光变曲线的早期峰值和后期缓慢下降之间的联系在替代模型中是意想不到的。因此,我们认为GRB 980425和SN 2002 ap是由磁星提供动力的。
2017-02-09 astro-ph.HE
Magnetized Relativistic Jets and Long-Duration GRBs from Magnetar Spindown during Core-Collapse Supernovae
利用理想轴对称相对论磁流体动力学模拟方法,计算了一颗新形成的毫秒级B ~ 10^{15} G磁星在核塌缩超新星爆发过程中的自旋降速及其与周围恒星包层的相互作用.中子星损失的质量、角动量和转动能是根据冷却的中子星大气层的热性质以及风与周围恒星的相互作用自洽地确定的。磁星驱动相对论磁化风进入由SN激波产生的空腔。对于高自旋功率(~ 10^{51}-10 ^{52} erg/s),磁星风在几乎所有纬度都是超快的,而对于低自旋功率(~ 10^{50} erg/s),风是亚快的,但仍然是超阿尔文风。在所有情况下,中子星损失质量、角动量和能量的速率与相应的自由风值非常相似(相差<~ 30%),尽管中子星与恒星包层之间存在因果联系。此外,在我们考虑的所有情况下,磁星驱动准直(~5-10度)。相对论性喷流沿着恒星的旋转轴向外喷射。几乎所有的中子星的自旋下降能量都通过这个极喷流逃逸,而不是转移到更球形的SN爆炸中。这种相对论性喷流的性质及其在磁星模型中预期的后期演化与长持续时间伽马射线暴(GRB)及其相关的宽线Ic型SN的观测结果大致一致。
2009-01-24 astro-ph.HE
Are Super-Luminous supernovae and Long GRBs produced exclusively in young dense star clusters?
超级发光超新星(SLSN)几乎只发生在小星系(SMC/LMC类或更小)中,而在较大的恒星形成星系中观察到的少数SLSN总是发生在靠近其宿主的核中。另一种奇特的高能超新星是宽线型Ic SNe(SN Ic-BL),它与长时间的伽马射线暴(LGRB)有关。此外,这些都有强烈的偏好发生在小(SMC/LMC类或更小)的恒星形成星系,在这些星系中,LGRB总是发生在最亮的地方。对附近类似于LGRB宿主的恒星形成星系的研究表明,这些最亮的斑点是巨大的HII区域,由大量致密的年轻星团产生,其中有数百颗O型和沃尔夫-拉叶型恒星。在距离像我们这样的较大星系核几百秒差距的范围内,也能发现大量这样致密的年轻星系团。我们认为SLSN和SN Ic-BL/LGRB是致密年轻星团中两种动力学相互作用的唯一产物。在我们的模型中,高角动量的坍缩恒星的核心所需的“引擎”的SN IC-BL的结果从后主序合并的动态产生的集群双星几乎相等的质量组件。合并产生了一个临界旋转的单氦星,具有足够的角动量产生LGRB;观察到的LGRB的“金属平均”是模型的自然结果。我们认为,另一方面,SLSN可能是产品的失控的多个碰撞在密集的集群,我们提出(和sweep)合理的方案,如何不同类型的SLSN可以产生。
2013-10-28 astro-ph.HE
The most powerful explosions in the Universe: genesis and evolution of Supernova and Gamma-Ray Burst Italian programs at ESO
从事伽马射线暴和超新星研究的意大利各界一直在积极使用欧洲南方天文台的望远镜,并为改进和完善观测技术作出了贡献,甚至为指导所研制仪器的特性和性能作出了贡献。这两个团体的成员最近发现了在一些伽马射线暴背后的强大超新星上进行密切合作的基础。我将回顾导致热核和核心坍缩超新星和伽玛暴的一些重要发现和里程碑的计划。
2012-10-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gravitational waves from precessing engines in GRBs
在伽马射线暴中心的瞬态吸积盘的框架下,我们计算了Lense-Thirring进动的可能周期。接下来,我们评估了与这种动力学设置相关的假定引力波。假设一个磁盘射流系统的伽马射线发射的特征时间剖面,我们得到的光变曲线呈现出类似于一些GRB事件中报道的时间微观结构。在调整了两个特定伽玛暴的参数后,我们评估了这个吸积盘进动产生的引力波的可探测性。最后,我们的分析表明,一些伽玛暴是可能的探测与先进的LIGO。
2011-04-11 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
On the origin of short GRBs with Extended Emission and long GRBs without associated SN
暴和瞬变源实验(BATSE)将宇宙学伽马射线暴(GRB)分为短(小于2 s)和长(超过2 s)事件,通常分别归因于致密天体的合并和特殊的核心坍缩超新星。这种标准分类最近受到了{ \em Swift}发现的短伽马射线暴(SGRBEE)和附近的长伽马射线暴(LGRBN)的挑战。两者都显示出初始硬脉冲,SGRB的特征,随后是长持续时间的软尾。我们在这里考虑谱峰能量($E_{p,i}$)辐射能量$(E_{iso})$相关和红移分布,以探讨这些不同类别的伽玛暴的天文和物理起源。我们考虑$15$ SGRB、$7$ SGRBEE、3个LGRBN和230个LGRB的{ \em Swift}事件。SGRBEE和LGRBN的初始脉冲的光谱能量特性被发现与SGRB的一致。蒙特卡罗模拟表明SGRBs、SGRBEE和LGRBNs的红移分布分别落在4.75 $\,σ$、4.67 $\,σ$和4.31 $σ$的LGRBs分布之外。SGRBEE事件050509 B和050724的椭圆宿主星系也支持SGRBEE相对于LGRB的独特起源。这一综合证据支持了SGRBEE和LGRBN起源于SGRB合并的假设。此外,SGRB和LGRBN的长/软尾满足与正常LGRB相同的$E_{p,i}-E_{iso}$ Amati-correlation。这一事实表明,快速旋转的黑洞是由不同的天文祖先(合并和超新星)产生的一种常见的长寿内…
2014-11-11 astro-ph.HE
Supernova and prompt gravitational-wave precursors to LIGO gravitational-wave sources and short-GRBs
最近通过引力波发射探测到了双黑洞和双中子星的合并,后者随后是合并后的电磁对应物,在合并后几秒钟到几周内出现。虽然理论上已经预测到合并后的电磁对应物,但很少有人提出GW源的电磁前兆,而且尚未观察到。在这里,我们表明,一小部分的${\rm a}\,{\rm few\times}10^{-4}-10^{-1}$的LIGO GW源和短伽玛暴,可能是由超新星爆炸前几年到几十年的合并。GW源中的每一个BH/NS-祖先都被认为是在超新星之后形成的,可能伴随着对新生致密天体的出生速度。演化和出生踢决定了幸存双星的轨道,因此也决定了致密双星的诞生和最终合并之间的延迟时间。我们使用的数据从二进制进化人口合成模型表明,延迟时间分布有一个不可忽略的尾巴的超短延迟时间在1-100年之间,从而产生潜在的可观察到的超新星前体GW源。此外,未来的LISA/DECIGO GW空间探测器将能够在最后合并之前的几周到几十年的合并前阶段探测GW-螺旋。因此,这些超短延迟时间源可以产生一种独特类型的迅速出现的LISA/DECIGO-GW源,伴随着\emph{coincident}超新星。档案(和/或直接)检测的前体(符合)SNe与GW和/或短伽玛暴将提供前所未有的合并双星的特点,以及他们以前的演变,通过超新星和出生踢,否则无法通过其他手段。
2017-10-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Multi-Messenger Astronomy with GRBs: A White Paper for the Astro2010 Decadal Survey
伽马射线暴(GRB)是相对论性的宇宙学信标,其余辉跨越电磁波谱。相关中微子和/或引力波(GW)发射的理论预期在我们对宇宙的理解的变形的天体物理学关系的伽玛暴的位置。实验(粒子)天体物理学和宇宙学时代的新曙光是由当前和计划中的设施提供的,这些设施使高能中微子和引力波的新天文学与前所未有的电磁覆盖相一致。在本白皮书中,我们将伽马射线暴作为一个引人注目的科学主题,并强调了可能促进Swift,Fermi,IceCube和LIGO(激光干涉仪引力波天文台)的根本突破的关键技术进步,其能力将通过JANUS(联合天体物理新生宇宙卫星),EXIST(高能X射线成像巡天望远镜)和LISA(激光干涉仪空间天线)得到增强。将通过利用同期地面和卫星观测站的综合灵敏度实现科学协同作用,从而优化它们的集体发现潜力,以便:㈠揭示宇宙射线的起源和加速机制,㈡暴露伽马射线暴的前身,㈢探索高z宇宙。因此,GRB多信使天文学的出现可能会在未来十年及以后通过新生的宇宙窗口巩固与基础物理学的明确联系。
2009-02-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
On a novel distance indicator for Gamma-Ray Bursts associated with Supernovae
有人提出,伽马射线暴(GRB)与Ib/c型超新星(SN)的时间重合可以用诱发引力坍缩(IGC)的概念来解释,IGC是由Ib/c型超新星(SN)喷射出的物质吸积到中子星(NS)上引起的。我们发现了一个标准的光度-光变曲线行为的晚时间的X射线辐射的这一子类的伽玛暴。我们将其解释为在X射线发射的这个特定阶段中的共同物理机制的结果,可能与SN过程中NS的创建有关。此外,这个标度律可能是一个基本的工具,用于估计红移的伽玛暴,属于这一子类的事件。
2013-09-02 astro-ph.HE
Ultra High Energy Cosmic Ray Acceleration in Engine-driven Relativistic Supernovae
最高能量的宇宙射线的起源仍然是个谜。它们为新物理学提供了一个窗口,包括测试与它们的传播和相互作用有关的物理定律,其能量是地面加速器无法达到的。它们必须局部加速,否则背景辐射会严重抑制能量超过GZK极限的质子和原子核的通量。附近的伽马射线暴(GRB)、超新星、活动星系核(AGN)和它们的耀斑都被认为是可能的来源。Ibc型超新星(SNe)的一个局部子群具有温和的相对论流出,已被检测为次高能GRB或X射线闪光(XRFs),最近作为无线电余辉没有检测到GRB对应物。利用观测到的SN 2009 bb的射电谱,我们测量了SN 2009 bb的大小-磁场演化、重子负载和能量。我们把这种发动机驱动的SNe以上的希拉斯线,并建立他们可以很容易地解释后GZK UHECR。
2010-12-03 astro-ph.HE
Gravitational wave background from sub-luminous GRBs: prospects for second and third generation detectors
我们评估了与亚亮伽马射线暴(SL GRB)相关的引力波背景的探测前景。我们假设,这些爆发的一个显着比例的中央引擎提供了新诞生的磁星,并考虑两个合理的GW发射机制。第一,新生磁星的形变诱导三轴GW辐射。第二,长期的棒模不稳定性的开始,与在许多伽马射线暴的X射线余辉中观察到的长寿命平台有关(Corsi & Meszaros 2009 a)。关于可探测性,我们发现长期不稳定性的开始是最乐观的情况:假设与长期不稳定磁星相关的SL-GRB以(48; 80)Gpc^{-3}yr^{-1}或更高,来自两个爱因斯坦望远镜(Einstein Telescopes)的数据的互相关可以检测到与该信号相关的GW背景,观察1年后,噪声比为3或更大。假设中子星的自旋下降完全是由三轴GW辐射引起的,我们发现ET需要大约(130;350)Gpc^{-3}yr^{-1}的速率才能探测到由此产生的GW背景。我们表明,长期不稳定性的背景信号可能会掩盖在ET最敏感的频率范围内的原始GW背景信号。最后,我们将展示如何占宇宙金属丰度的演变可以增加预测的信噪比与SL-伽玛暴的背景信号。
2010-08-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Relativistic supernovae have shorter-lived central engines or more extended progenitors: the case of SN\,2012ap
对相对论性的、发动机驱动的Ic型SN 2012 ap的深晚期X射线观测使我们能够探测爆炸的附近环境,并揭示相对论性SNe的独特性质。我们发现,在~0.01 pc的局部尺度上,环境是由爆炸前质量损失率小于5 × 10 ^-6 Msun yr-1的祖星演化直接塑造的,与伽玛暴和其他相对论性SN 2009 bb一致。像次高能伽玛暴一样,SN 2012 ap的特征是明亮的射电辐射和温和的相对论性喷出物。然而,它的晚期(t~20天)X射线发射比同一时期最微弱的亚高能伽玛射线暴弱~100倍,没有证据表明晚期中央发动机活动。这些结果支持了将相对论性SNe(如2009 bb和2012 ap)与观测到的最弱的发动机驱动爆炸联系起来的理论建议,在这种情况下,喷气机几乎不会爆发。此外,我们的观察表明,相对论性SNe和亚高能伽玛暴之间的差异是内在的,而不是由于视线效应。这种现象可能是由于一个内在的寿命较短的引擎或一个更广泛的相对论SNe的祖先。
2014-11-06 astro-ph.HE
The Nature of Gamma Ray Burst Supernovae
伽马射线暴(GRB)和超新星(SNe)是宇宙中最明亮、能量最高的物理过程。已知核心坍缩SNe是由大质量恒星的引力坍缩和随后的爆炸引起的(附近核心坍缩SNe的前身已经被成像并明确识别)。长持续时间伽玛暴(L-GRB)的前身星也被认为是大质量恒星,这主要是由于在时间和空间上与大多数L-GRB相一致的高能核坍缩超新星的发生和探测。然而,关于这些事件的性质存在许多悬而未决的问题:祖先有多大?当它们爆炸时,它们处于什么样的进化阶段?它们是以单星还是双星系统的形式存在(或者两者都存在,比例是多少)?本论文的工作旨在加深我们对长持续时间GRB超新星(GRB-SNe)起源类型的理解。这项工作是基于三个GRB-SNe事件获得的光学测光:GRB 060729,GRB 090618和XRF 100316 D(X射线闪光类似于L-GRB,但具有较低的峰值能量)。对于GRB 060729和GRB 090618,我们模拟了光学光变曲线,并考虑了来自三个光源的光:宿主星系,余辉和超新星。当我们去除宿主通量并对余辉进行建模时,剩余的通量在光变曲线的形状和光谱能量分布的形状上都类似于SN的通量。我们对XRF 100316 D及其光谱确认的Ic-BL SN 2010 bh的研究更加详细,因为我们能够在许多滤光片中获得光学和红外数据,我们利用这些数据创建了一个准测辐射热光曲线,我们建立模型来确定SN 2010 bh的物…
2012-08-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Engine-driven Relativistic Supernovae as Sources of Ultra High Energy Cosmic Rays
了解最高能量宇宙射线的起源是探索地球加速器无法达到的能量的新物理学的关键一步。在它们被发现半个世纪后,它们的来源仍然是个谜。它们必须在局部宇宙中加速,否则与宇宙背景辐射的相互作用将严重耗尽能量超过GZK极限的质子和原子核的通量。超超新星、附近的伽玛暴、活动星系核及其耀斑都被认为是可能的来源,并在文献中进行了辩论。Ibc型超新星有一个局部的子群体,具有温和的相对论性喷出物,这些喷出物被认为是次能量的伽玛暴或X射线闪光,最近被认为是有射电余辉但没有检测到伽玛暴对应物的超新星,如SN 2009 bb。本文利用VLA和GMRT观测到的SN 2009 bb的射电谱,测量了SN 2009 bb的大小-磁场演化、重子装载和能量。我们发现,发动机驱动的SNe位于Hillas线之上,它们可以解释后GZK UHECR的特征。
2011-03-21 astro-ph.HE
No velocity-kicks are required to explain large-distance offsets of Ca-rich supernovae and short-GRBs
爆炸瞬变的环境将它们的祖先与底层的恒星星族联系起来,为它们的起源提供了关键线索。然而,一些富钙超新星(SNe)和短伽马射线暴(sGRB)似乎位于遥远的位置,远离其宿主星系的恒星星族,挑战我们对它们的起源和/或物理演化的理解。这些发现激发了一些模型,这些模型认为,要么是大的速度反冲被赋予了它们的祖先,使它们能够传播到很远的距离并到达遥远的位置;要么是它们形成了密集的球状星团,居住在晕中。在这里,我们表明,相反,这些瞬变的大空间偏移自然解释的高度扩展的基础恒星星族在(主要是早期类型)星系晕,通常错过了,因为他们只能通过超深/堆叠图像识别的意见。因此,没有大的速度踢,也没有晕球状星团的环境是必要的,以解释这些瞬变的起源。这些发现支持白矮星上的热核爆炸,富含Ca的SNe祖细胞的起源,以及sGRB祖细胞没有/小的出生踢。由于早型星系包含较老的恒星星族,由较老的恒星星族产生的瞬变会有较大比例的早型星系宿主,因此在大偏移距处有较大比例的瞬变。这是验证了我们的结果sGRB和富钙SNe显示不同的偏移分布在早期与晚型星系。此外,一旦划分为早型和晚型星系,不同瞬变的偏移量分布是一致的。最后,我们指出,对其它瞬变过程(如Ia-SNe或FRB)的偏移分布的研究也应该同样考虑宿主星系类型。
2021-01-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
On the rate and on the gravitational wave emission of short and long GRBs
根据宇宙学红移观测到的大量伽玛射线暴,我们将伽玛射线暴分为7个子类,它们都是起源于引力波的双星。每个双星都由碳氧核心(CO $_{\rm core}$)、中子星(NS)、黑洞(BH)和白矮星(WD)组成。长爆发,传统上被认为是起源于一个具有超相对论喷射发射的BH,而不是发射GW,被细分为(I)X射线闪光(XRF),(II)双星驱动的超新星(BdHNe)和(III)BH超新星(BH-SNe)。它们是在诱导引力坍缩(IGC)范式中形成的,其前身是CO $_{\rm core}$ -NS/BH双星。CO $_{\rm core}$的超新星爆发触发了NS/BH的吸积过程。如果吸积没有导致NS达到其临界质量,则会发生XRF,而当BH存在或由吸积形成时,会发生BdHN。当双星不被破坏时,XRF导致NS-NS,BdHNe导致NS-BH。起源于NS-NS的短暴又可细分为(IV)短伽玛射线闪光(S-GRF)和(V)短伽玛暴(S-GRB),后者是BH形成时的短伽玛暴。在NS-BH和NS-WD中分别形成了(VI)超短伽玛暴(U-GRB)和(VII)伽玛闪光(GRF)。我们使用这些子类的发生率和GW发射来评估它们通过高级LIGO-Virgo,eLISA和共振棒的可探测性。我们讨论了我们的结果的后果,鉴于宣布的LIGO-Virgo合作的源GW 170817是由NS-NS起源。
2018-04-06 astro-ph.HE
A systematic search for long GRBs without supernovae: global properties and rate of events
Department of Physics, University of Rome ``Tor Vergata'', via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Rome, Italy;Department of Physics, University of Rome ``Sapienza'', P.le Aldo Moro 2, I-00185 Rome, Italy
基于二十年Swift数据系统性搜寻邻近无超新星长伽马射线暴,发现其体积率与短暴相当,支持致密双星并合起源,但样本量有限,低光度尾部未受约束。
2026-09-18 astro-ph.HE
Search for strong gravitational lensing effect in the current GRB data of BATSE
由于伽马射线暴(GRB)追踪高z宇宙,因此GRB被宇宙中的星系引力透镜的可能性很大。本文研究星系中暗物质晕对伽玛暴的引力透镜效应。假设所有的晕在$10^{10} h^{-1} M_\odot < M < 2\times 10^{13} h^{-1}M_\odot $质量范围内都具有奇异的等温球质量分布,所有的GRB样品都遵循由Swift LGRB样品导出的内禀红移分布和光度函数,我们分别计算了BATSE、Swift/BAT和Fermi/GBM GRB中的引力透镜几率.利用BATSE GRB中的导出概率结果,我们在BATSE 5 B GRB光谱目录中搜索了透镜GRB对。搜索没有发现任何令人信服的引力透镜事件。我们讨论了我们的结果和未来的观测伽玛暴透镜观测。
2014-06-12 astro-ph.HE
Searching for gravitational waves from compact binary mergers powering long gamma-ray bursts during LIGO-Virgo-KAGRA's O3 run
Monash University(莫纳什大学);OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery(引力波发现ARC卓越中心);Princeton University(普林斯顿大学);University of Cambridge(剑桥大学)
本文基于LIGO-Virgo-KAGRA O3运行数据,研究双中子星和中子星-黑洞并合事件与长持续伽马射线暴的关联,通过分析Fermi和Swift探测器的数据,排除了引力波信号的证据,并对长持续伽马射线暴的亮度距离设定了限制。
2026-02-05 astro-ph.HE gr-qc
How beaming of gravitational waves compares to the beaming of electromagnetic waves: impacts to gravitational wave detection
通过将伽马射线暴近似为线性加速的点质量,我们着重于理解来自伽马射线暴(GRBs)的引力辐射。对于被加速的点质量,我们知道引力辐射在高速时是各向同性的,而在低速时是沿着极轴的。除了这些知识之外,关于伽马射线暴的引力辐射的聚束的工作很少,聚束可能对引力波(GW)探测产生影响。我们确定以下内容:(1)作为速度的函数的发射最大功率的观察角,(2)作为速度的函数的辐射出去的功率的最大比率,以及(3)在相对论和非相对论速度下的功率比率的角分布。此外,GW辐射的聚束对速度的依赖性基本上与来自GRB的电磁(EM)辐射的聚束相反。因此,我们调查为什么是这种情况下,通过计算角电磁辐射分布从一个线性电四极杆,并比较这个分布的角引力辐射分布从伽玛射线暴。
2016-09-30 astro-ph.HE
Improved methods for detecting gravitational waves associated with short gamma-ray bursts
在第二代地基引力波探测器时代,短伽马射线暴(GRB)将是电磁波和引力波联合观测最有希望的天体物理事件之一。一个有针对性的搜索引力波紧凑的双星合并信号符合短伽玛暴的开发和分析数据的第一代LIGO和处女座仪器。在本文中,我们提出了改进这一搜索,提高我们的能力,以检测引力波对应的短伽玛暴。具体来说,我们介绍了一种改进的方法,用于估计的引力波背景,以获得事件的意义所需的检测;实现平铺扩展的天空区域的方法,需要搜索时,从费米伽马射线暴监视器或行星际网络的本地化较差的GRB信号;并将天体物理学知识的GRB发射光束,以限制搜索参数空间。我们描述了这些增强的实现,并演示了它们如何提高观测与短GRB相关的二元合并引力波信号的能力。
2014-10-22 astro-ph.HE gr-qc
A search for \textit{Fermi} bursts associated to supernovae and their frequency of occurrence
内容:观测表明,大部分长持续时间的伽马射线暴(GRB)与宽线超新星Ib/c(SNe-Ibc)有关。GRB-SNe的存在揭示了出现的再增亮从光学GRB余辉$10$ -$15$天,在静止帧的源,提示GRB发射后。目的:\textit{Fermi} -GBM的视场(FoV)比\textit{Swift}的FoV大6.5倍,因此,我们预计由于\textit{Fermi}上缺少光学和X射线仪器而错过了许多GRB-SN连接,这些仪器对于揭示与GRB相关的SNe至关重要。这一事实促使我们在\textit{Fermi}目录中搜索可能的GRB-SN事件。研究方法:对可能的GRB-SN关联的搜索遵循两个要求:(1)SN应该落在所考虑的长GRB的\textit{Fermi} -GBM错误框内,以及(2)该GRB应该在SN事件之前的$20$天内发生。结果:我们在$z<0.2$中发现了符合上述报告要求的$5$病例。GRB 130702 A-SN 2013 dx是已知的GRB-SN星协。我们已经分析了其余的$4$案例,我们得出结论,其中三个很可能只是随机巧合,由于与每个GRB检测相关的\textit{Fermi} -GBM大误差框。我们发现了一个可能与SN 1998 bw相关的GRB,GRB 120121 B/SN 2012 ba。结论:GRB 120121 B/SN 2012 ba($z = 0.017$)…
2014-08-26 astro-ph.HE
A Black Hole - White Dwarf Compact Binary Model for Long Gamma-ray Bursts without Supernova Association
伽马射线暴(GRB)是宇宙中明亮而剧烈的现象。传统上,长伽玛暴被认为是由大质量恒星的坍缩产生的,并与超新星有关。然而,一些低红移的长伽玛暴没有超新星关联的探测,如伽玛暴060505,060614和111005 A。根据通常的分类方法,很难令人信服地对这些事件进行分类,而超新星的缺乏意味着非大质量恒星的起源。我们提出了一条新的产生长伽玛暴的途径,即由恒星质量的黑洞和白矮星组成的接触双星系统中不稳定的、极其剧烈的吸积过程,填补了致密双星演化的一个重要空白。
2018-01-24 astro-ph.HE
The early evolution of magnetar rotation -- II. Rapidly rotating magnetars: Implications for Gamma-Ray Bursts and Super Luminous Supernovae
本研究通过2D磁流体动力学模拟和解析估计,证明自转周期极短且强磁场的磁星可在冷却早期释放足够能量驱动伽马射线暴,而中等磁场磁星则可能在数天至数周内通过磁偶极辐射增亮超亮超新星光变曲线。
2023-10-21 astro-ph.HE
Explaining Non-Merger Gamma-Ray Bursts and Broad-Lined Supernovae with Close Binary Progenitors with Black Hole Central Engine
本文研究密近双星前身星与黑洞吸积盘引擎组合,可统一解释长时标伽马射线暴、低光度暴、超长暴及宽谱线超新星,并排除磁星引擎,为未来观测提供预测。
2024-11-05 astro-ph.HE
Gamma-ray burst supernovae as standardizable candles
一个长时间的伽马射线暴(GRB)标志着一颗大质量恒星的暴力终结。伽马射线暴在宇宙中非常罕见,它们的祖先恒星被认为具有独特的物理性质,如低金属含量和快速旋转,而与伽马射线暴相关的超新星(SNe)预计是高度非球面的。到目前为止,还不清楚GRB-SNe是否可以用作可燃烧的蜡烛,不同的团队发现了截然不同的结论。在本文中,我提出的证据表明,GRB-SNe有可能被用作可分解的蜡烛,并显示,一个统计上显着的关系存在的亮度和宽度之间的分解光变曲线相对于一个模板超新星。每一个附近的光谱识别GRB-SN,其静止框架和主机的贡献已经被准确地确定,遵循这个关系。此外,它表明,不仅GRB-SNe,但也许所有的超新星的爆炸是由一个中央引擎,可能最终被用作可燃烧的蜡烛。最后,我建议使用GRB-SNe作为可燃烧的蜡烛可能是由于在每个事件中的视角和类似的爆炸几何形状的组合,后者受到GRB-SNe爆炸机制的影响。
2014-08-21 astro-ph.HE
Machine Learning Identification of Gravitationally Microlensed Gamma-Ray Bursts
本研究开发了一种基于模拟光变曲线和随机森林的机器学习方法,用于识别引力微透镜伽马射线暴,准确率达86%,为暗物质探测提供了新途径。
2025-10-17 astro-ph.HE
Gravitational Waves of Jet Precession in Gamma-ray Bursts
伽马射线暴(GRB)的物理本质被认为涉及超相对论性喷流。观测到的复杂的光变曲线结构激发了喷流进动的想法。本文研究了黑洞周围中微子主导的吸积盘中喷注进动的引力波,它可能是伽玛暴的中心引擎。在我们的模型中,喷流和盘的内部可以随着黑洞一起进动,而黑洞是由盘的外部驱动的。因此,预计来自这个黑洞-内盘岁差系统的引力波将很重要。通过将我们的数值结果与一些探测器的灵敏度进行比较,我们发现DECIGO和BBO有可能探测到这样的引力波,特别是本振群中的伽玛暴。
2012-04-10 astro-ph.HE
Short-Duration Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴(GRB)呈现双峰持续时间分布,短持续时间暴和长持续时间暴之间的间隔约为2秒。长伽玛暴的前身星被认为是大质量恒星,这是基于它们与Ic型核心坍缩超新星的关联,它们在恒星形成星系中的独特位置,以及它们与宿主星系内明亮的紫外线区域的强烈相关性。短伽玛暴长期以来一直被怀疑是由致密天体双星合并(NS-NS或NS-BH)产生的。2005年发现的短伽玛射线暴余辉,提供了第一个深入了解他们的能量规模和环境,建立了宇宙学起源,混合的宿主星系类型,并没有相关的超新星。在这篇评论中,我总结了近十年的短伽玛暴余辉和宿主星系的观测,并利用这些信息来阐明其祖先的性质和属性,相对论外流的能量尺度和准直,以及环暴环境的属性。优势的证据指向紧凑的对象二进制祖先,虽然一些悬而未决的问题仍然存在。基于这种关联,短伽玛暴及其余辉的观测可以揭示高级LIGO/Virgo实验中引力波源的轴上和轴外电磁对应物。
2013-11-11 astro-ph.HE
Searches for inspiral gravitational waves associated with short gamma-ray bursts in LIGO's fifth and Virgo's first science run
两个致密物体的合并,比如两颗中子星或一颗中子星和一个黑洞,很可能是短伽马射线暴的起源。这些事件也是有希望的引力波来源,目前正在激发国际引力波探测器网络的相关搜索。在这里,我们描述了一个搜索的引力波从螺旋阶段的两个合并紧凑的对象,在巧合的短伽玛射线暴发生在LIGO的第五次科学运行和处女座的第一次科学运行。这次搜索包括22个GRB,这些GRB的数据来自LIGO/Virgo网络中的多个探测器。没有发现统计上显著的引力波候选者,参数检验表明在我们的伽玛暴样本中没有多余的弱引力波信号。90%~ C. L.在中子星-黑洞祖先模型假设下,我们的样本中伽玛暴的中位排斥距离为6.7 Mpc。
2010-06-17 astro-ph.HE gr-qc
GRB off-axis afterglows and the emission from the accompanying supernovae
伽马射线暴(GRB)余辉可能是在GRB喷流与外部介质相互作用的激波中产生的。长持续时间的伽玛暴也与强大的超新星(SNe)有关。我们认为,光学和无线电余辉的长伽玛暴爆炸沿射流轴(“轴上”余辉)和错位观察(“离轴”余辉)。以SN 1998bw为原型,将余辉的光发射与伴随的SN的光发射进行比较,我们发现只有百分之几的余辉在离轴观察时比SN更亮。对于可观测的光学离轴余辉,视角最多是伽玛射线暴喷流半张角的两倍。无线电离轴余辉应该在几百百万秒差距内被即将到来的无线电勘测探测到。我们建议,这些调查将作为“无线电触发器”,专用无线电设施应跟踪这些来源。后续行动可以揭示无线电SN残留物的存在,如果存在的话。此外,他们可以探测到一个温和的相对论性成分的存在,无论是与伽玛射线暴喷流或SN喷出物,预计在这些来源。
2016-08-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Classification of Fermi Gamma-Ray Bursts Based on Machine Learning
针对传统伽马射线暴按持续时间分类存在分布重叠的问题,本研究用t-SNE和UMAP算法基于四个观测量将2061个费米伽马射线暴分为两类,验证了分类与超新星、千新星关联的对应性,且两类无固定持续时间边界。
2024-06-08 astro-ph.HE
On The Origin of Supernova-Less Long Gamma Ray Bursts
在小红移$(z<0.15)$处,没有关联的亮超新星(SNe)的长持续时间伽马射线暴(GRB)的比例与关联SNe的GRB相当。我们发现,它们的X射线余辉和X射线余辉的大多数附近的$(z<1)$伽玛暴没有一个确认的协会与SNe,以及复制的发射高度相对论性的喷流在SN-少出生的毫秒双星在中子星合并或通过相变的中子星夸克星质量吸积后,在紧凑的双星。然而,如此大比例的具有脉冲星样余辉的伽玛暴延伸到非常大的红移$(z>4)$,有利于相变的中子星夸克星的高质量X射线双星(HMXB),而不是合并的中子星,作为SN-少伽玛暴的起源。
2017-10-06 astro-ph.HE