Estimates of Reverse Shock Emission from Short Gamma-ray Bursts
我们调查预期的无线电发射短伽玛暴的反向冲击，使用余辉参数来自观测到的短伽玛暴光变曲线。鉴于最近的研究结果表明，在某些情况下，无线电余辉是由于发射的反向冲击波，我们研究在何种程度上这一组成部分是可检测的短伽玛射线暴。在一些伽玛暴中，标准的同步辐射激波模型预测，当没有观测到反向激波时，可以从反向激波中探测到无线电辐射。由于许多物理参数在这些估计中发挥作用，我们的研究结果突出了需要更深入地探索伽玛射线暴粒子加速和发射的基本过程。然而，通过更快速的跟踪，我们可以测试我们的伽玛暴标准模型，它在许多情况下预测了早期的射电明亮的反向冲击。
2018-11-01 astro-ph.HE
A morphological analysis of gamma-ray burst early optical afterglows
在伽玛射线暴余辉的外激波模型框架内，我们对早期光学光变曲线进行了形态学分析，以直接约束模型参数。我们定义了四种形态类型，即反向冲击为主的情况下，有/没有出现的前向冲击峰（I型/II型），和前向冲击为主的情况下，没有/有$ν_m$交叉带（III型/IV型）。我们系统地研究了所有在500 s之前有光学探测的雨燕伽玛暴，发现了3/63的I型暴（4.8%）、12/63的II型暴（19.0%）、30/63的III型暴（47.6%）、8/63的IV型暴（12.7%）和10/63的III/IV型暴（15.9%）。我们进行蒙特卡罗模拟，以约束模型参数，以重现的意见。我们发现前向激波的磁均分参数（$ε_B^f$）的有利值在$10^{-6}$到$10^{-2}$之间，而$ε_B$的正反比（$R_B$）约为100。优选的电子均分参数$ε_e^{r,f}$值为0.01，其小于通常假定的值，例如，0.1.如果在瞬时发射阶段（在内部冲击中）的$ε_e$很大（比如说，$\sim 0.1$），这可以减轻内部冲击模型的所谓“效率问题”.优选的$R_B$值与以前的工作中的结果一致，表明伽玛暴的中等磁化重子喷流。
2015-07-05 astro-ph.HE
Is GeV Emission from Gamma-Ray Bursts of External Shock Origin?
费米大天区望远镜（LAT）最近对伽马射线暴（GRB）的观测揭示了高能辐射（100 MeV以上）的幂律衰减特征，这导致了它起源于（可能是辐射性的）外部冲击的建议。我们分析了Fermi LAT和伽马射线暴监测仪（GBM）联合探测到的4个伽玛暴（080916 C、090510、090902 B和090926 A），它们在两个仪器能带都具有高质量的光变曲线。使用MeV瞬时排放（GBM）数据，我们可以记录中央发动机输出的能量随时间的变化。假设一个恒定的辐射效率，我们能够跟踪能量积累的外部冲击，使用我们的内部/外部壳模型代码。通过求解绝热和辐射爆炸波的早期演化，我们计算了LAT波段的高能发射光变曲线，并将其与每次爆炸的观测结果进行了比较。T90以后的后期LAT光变曲线可以很好地拟合。然而，由于连续的能量注入到爆炸波在即时发射阶段，早期的外部冲击发射不能解释所观察到的GeV通量水平。在瞬发阶段（T90之前）的高能量发射很可能是一个逐渐增强的外部冲击分量和一个主导的发射分量，是一个内部的起源的叠加。
2010-12-30 astro-ph.HE
Reverse Shocks in Short Gamma-Ray Bursts -- The case of GRB 160821B and prospects as gravitational-wave counterparts
产生伽玛暴余辉的激波系统由一个正激波和一个反向激波组成。对于短伽玛暴，观测到的反向激波的证据很少，然而，伽玛暴160821 B的余辉需要在早期的反向激波来解释射电观测。此外，GRB 160821 B还伴随着最佳采样的macronova，没有引力波探测，以及一个有趣的晚期X射线余辉行为，表明了一个刷新冲击。在轴上短伽玛暴中观测到的反向激波的存在意味着反向激波应该被认为是引力波探测到的合并的潜在对应物。作为引力波的对应物，离轴伽玛射线暴喷流的余辉可以揭示喷流结构--在这些结构化喷流系统中将存在反向激波，如果观察到这些反向激波的特征，则可以指示出流中的磁化程度。在这里，我们展示了GRB 160821 B的情况，以及如何在离轴观测者的结构射流中出现反向激波。
2020-06-10 astro-ph.HE
Magnetization Degree of Gamma-Ray Burst Fireballs: Numerical Study
早期伽马射线暴余辉中正向和反向激波发射的相对强度反映了两个激波区的磁能密度。我们的数值计算表明，与目前的标准治疗，火球磁化被低估了两个数量级。这种差异是特别大的次相对论性的反向冲击制度（即薄壳和中间制度），其中大多数光学闪光被检测到。我们提供了一个更好的冲击近似的基础上，很好地描述数值结果的中间制度的反向冲击发射的新的解析估计。当无量纲参数$ξ_{0}$大于几时，余辉开始时的反向冲击温度是常数$(\barΓ_d-1)\sim 8\times10^{-2}$。我们的方法被应用到GRB 990123和090102的案例研究中，我们发现火球中的磁场甚至比以前认为的还要强。
2013-06-07 astro-ph.HE
GRB 091208B: First Detection of the Optical Polarization in Early Forward Shock Emission of a Gamma-Ray Burst Afterglow
我们测量了GRB 091208 B在爆发触发后t = 149 - 706 s的余辉光偏振，偏振度为P = 10.4% +/-2.5%。此时的光学光变曲线显示指数为-0.75 +/-0.02的幂律衰减，这被解释为前向激波同步辐射，因此这是前向激波中首次检测到早期光学偏振（而不是Steele等人（2009）报道的反向激波中的光学偏振）。这种检测不利于余辉模型，在余辉模型中，发射区域中的磁场在等离子体趋肤深度尺度上是随机的，诸如被等离子体不稳定性放大，例如，韦伯不稳定性。我们认为，磁场被放大的磁流体动力学不稳定性，这将是测试未来的观测时间变化的偏振度和角度的其他突发。
2012-05-16 astro-ph.HE
Neutrino Counterparts of Fast Radio Bursts
一个发光射电暴FRB 200428的发现，与快速射电暴（FRB）的性质相似，与银河磁星SGR 1935+2154的X射线耀斑重合，支持宇宙学FRB的磁星模型。爆发的X射线与无线电注量比，以及X射线光谱形状和峰值能量，与FRB 200428是超相对论冲击（例如，通过喷射的等离子体团）传播到磁化的富含重子的外部介质中;激波同时通过激波后面加热的电子的热同步辐射产生X射线/伽马射线，并通过同步加速器脉泽机制产生相干无线电辐射。在这里，我们指出，这种重子加载的冲击场景的一个独特的后果是产生的高能中微子，产生的光强子相互作用的相对论性离子-加热或加速的冲击-与热同步光子的重合爆发。我们估计了这些中微子爆发FRB对应物的性质，发现耀斑能量的~ 1 e-8- 1 e-5（或射电各向同性能量的~ 1 e-4-0.1）被引导到具有典型能量~ TeV-PeV的中微子的产生中。最后，我们讨论了探测这个信号与冰立方和未来的高能中微子探测器的前景。
2020-08-31 astro-ph.HE
Dynamics of strongly magnetized ejecta in Gamma Ray Bursts
我们考虑磁化伽玛暴外流的动力学尺度，使用扩展任意磁化外流的黎曼问题的解（Lyutikov 2010）。对于高喷出物磁化，前向激波的行为非常类似于所谓的厚壳区的流体动力膨胀。例外的是在小半径处，前向激波的运动由亚音速相对论外流的动力学决定。反向激波的行为在流体和磁化情况下是不同的：在后一种情况下，即使对于中等磁化强度，σ ~ 1，反向激波形成在相当大的距离，可能永远不会形成在风型外部密度分布。
2010-04-14 astro-ph.HE
An efficient method for fitting radiation-mediated shocks to gamma-ray burst data: The Kompaneets RMS approximation
发生在伽马射线暴（GRB）喷流光球层下方的冲击是由辐射介导的。这种辐射介导的冲击（RMS）可能是负责塑造即时伽玛射线暴发射。虽然理论上研究得很好，但由于从第一原理模拟RMS的计算成本，RMS模型尚未拟合数据。在这里，我们通过开发一种近似方法，能够准确地再现辐射光谱从温和的相对论性（在冲击帧）或较慢的RMS，称为Kompaneets RMS近似（KRA）的理论和观测之间的差距。近似是基于辐射的热康普顿化和RMS内部发生的体康普顿化之间的相似性。我们通过比较模拟的KRA辐射光谱的第一原理辐射流体动力学模拟，发现良好的协议内的RMS和RMS下游的方法进行验证。KRA，然后应用到一个冲击的情况下，内的伽玛射线暴喷气，允许快速和有效的拟合伽玛射线暴数据。我们说明了开发的方法的能力，通过执行一个适合GRB 150314A的非热谱。拟合使我们能够揭示RMS的物理特性，负责即时发射，如冲击速度和上游等离子体温度。
2021-11-02 astro-ph.HE
Reverse Shock Emission from Misaligned Structured Jets in Gamma-Ray Bursts
本文研究偏轴伽马射线暴中反向激波对余辉的贡献，考虑多种结构化喷流模型并应用于GRB 170817A/GW170817，发现反向激波可显著影响早期余辉并导致光变曲线呈现双峰或特征单峰。
2024-11-21 astro-ph.HE
Radiation mediated shocks in gamma-ray bursts: Subshock photon production
内部冲击提供了一个合理的加热机制，在喷流的伽马射线暴（GRB）。在喷流光球层以下发生的激波是由辐射引起的。以前发现，伽玛射线暴喷流内的辐射介导冲击（RMS）是效率低下的光子生产者，介导RMS的光子必须来自爆炸的早期阶段。我们表明，这一结论只适用于非磁化射流。在中等磁化的等离子体中传播的RMS会产生一个无碰撞的次激波，将等离子体局部加热到相对论温度，热电子在RMS内发射出大量的同步加速器光子。我们发现，这种机制一般是有效的轻度相对论冲击，并可能是在伽玛暴中观察到的光子的主要来源。我们推导出一个简单的解析公式，每个质子产生的光子数，$Z$，它给出了$Z=10^5$ - $10^6$，与观察一致。光子最初以低能量注入，远低于观察到的GRB峰值。它们的数量受两个主要因素控制：（1）在冲击波中产生的电子-正电子对的丰度，这是自洽计算的，（2）由诱导下散射设定的软辐射亮度温度的上限。注入的软光子通过体康普顿化在RMS中获得能量，并形成其非热光谱。
2018-04-09 astro-ph.HE
The Low-Energy Spectral Index of Gamma-Ray Burst Prompt Emission from Internal Shocks
大多数伽马射线暴（GRB）的瞬发辐射通常表现出非热的能带成分。流行的内激波模型中的同步辐射一般被用来解释这种非热成分。然而，同步辐射预测的低能光子指数$α\sim -1.5$与观测值$α\sim -1$不一致。在这里，我们调查的内部冲击传播过程中的超相对论外流的磁场的演变，并重新审视通过同步辐射的冲击加速电子的快速冷却这个演变的磁场。我们发现，磁场是第一次接近恒定，然后衰减为$B'\propto t^{-1}$，这导致了一个合理的范围内的低能光子指数，$-3/2 < α< -2/3$。此外，如果在伽玛暴过程中引入一个上升的电子注入率，我们发现$α$更容易达到$-2/3$。从而拟合了GRB 080916 c和GRB~ 080825 c的瞬发光谱。
2021-09-16 astro-ph.HE
Resonant oscillations of GeV - TeV neutrinos in internal shocks from gamma-ray burst jets inside the stars
在伽马射线暴（GRB）的前身源内部的准直喷流中产生的高能中微子与冰立方探测到的事件有关。这些中微子是由费米加速的质子与热光子和内部冲击中的强子相互作用产生的，是喷流没有爆发或失败时的唯一标志。考虑到光子场在keV能量下是热化的，以及磁场在整个激波区（观测坐标系中宽度为$10^{10} - 10^{11}$ cm）保持稳定值的标准假设，我们研究了内激波中产生的热等离子体和磁化等离子体对中微子振荡的影响.我们计算了中微子的有效电位产生的等离子体，恒星的信封的影响，和真空的路径上到地球。通过考虑这三个影响，两个（太阳，大气和加速器参数）和三个中微子混合，我们表明，虽然GeV-TeV中微子可以共振振荡从一个味道到另一个，一个不显著的偏离标准的味道比（1：1：1）可以预期在地球上。
2015-04-01 astro-ph.HE
The synchrotron maser emission from relativistic shocks in Fast Radio Bursts: 1D PIC simulations of cold pair plasmas
快速射电暴（FRB）的发射过程至今仍不清楚。我们研究磁星风中相对论激波的同步脉泽发射是否可以解释所观察到的FRB特性。我们进行粒子在细胞（PIC）模拟冷对等离子体中的垂直冲击，检查我们的结果之间的一致性三个PIC代码。我们确认，一个线性偏振的X-模式波是自洽产生的冲击和传播上游作为前驱波。我们发现，在磁化$σ\gtrsim 1$（即，波印廷通量与预激波流的粒子能通量的比率），激波将总入射能量的一部分$f_ξ' \approx 7 \times 10^{-4}/σ^2$转换成前驱波，如在激波系中测量的。波谱为窄带（分数宽度$\lesssim 1-3$），具有明显但不占主导地位的线状特征，因为许多共振同时起作用。在预激波（观测者）坐标系中的峰值频率是$ω^{\prime \prime}_{\rm peak} \approx 3 γ_{\rm s | u} ω_{\rm p}$，其中$γ_{\rm s|u}$是上游坐标系中的激波洛伦兹因子，$ω_{\rm p}$是等离子体频率。在$σ\gtrsim1$中，我们估计的$ω''_{\rm peak}$与以前的工作不同，激波结构呈现出由腔分离的两个孤子，峰值频率对应于腔的本征模。我们的研究结果提供了物理接地输入FRB发射模型内的磁星的情况。
2019-03-04 astro-ph.HE
A Complete Reference of the Analytical Synchrotron External Shock Models of Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴是宇宙中最明亮的爆炸。它们的喷出物被认为以相对论的速度向地球移动。这种“相对论性喷流“与环形爆发介质之间的相互作用驱动一对（正向和反向）激波。在这些冲击波中加速的电子辐射出同步辐射，为伽玛暴的宽带余辉提供能量。外部冲击理论是一个优雅的理论，因为它调用了有限数量的模型参数，并有很好的预测频谱和时间属性。另一方面，取决于许多因素（例如，能量含量、环境密度分布、喷出物的准直、正向冲击动力学与反向冲击动力学以及同步加速器光谱状况），存在各种各样的模型。这些模型对余辉衰减指数、光谱指数以及它们之间的关系（所谓的“闭合关系”）都有不同的预测，已被广泛用于解释丰富的多波长余辉观测。这篇评论文章提供了一个完整的参考所有的分析同步辐射外激波余辉模型，推导出的时间和光谱指数的所有模型在所有的光谱制度，包括一些制度，还没有公布之前。这篇评论文章被指定为余辉观测者快速识别相关模型以解释其数据的有用工具。分析模型的局限性进行了审查，与列表的情况下总结时，需要数值处理。
2013-10-08 astro-ph.HE
Coherence scale of magnetic fields generated in early-time forward shocks of GRBs
我们报告了有史以来最早的探测光偏振从伽玛射线暴前向冲击（伽玛射线暴141220 A），测量$129.5-204.3\,$ s后，使用多色RINGO 3光学偏振计的2米全自动机器人利物浦望远镜的爆发。从$86\,$ s到$\sim 2200\,$ s爆发后的光学光变曲线的时间衰减梯度是典型的具有$α= 1.091 \pm 0.008$的经典前向激波。低偏振度$P_{BV} = 2.8_{- 1.6} ^{+ 2.0} \, \%$（2 $σ$）在平均时间$\sim 168\,$ s后爆发是兼容的被诱导的宿主星系尘埃（$A_{V, {\rm HG}}= 0.71 \pm 0.15 \,$马格），留下低偏振度固有的伽玛射线暴发射本身-作为理论预测的前向冲击和一致的低程度的光学偏振度的伽玛射线暴余辉观测后数小时至数天。目前从前向冲击获得的早期偏振数据样本表明，偏振来自（a）银河系和宿主星系的尘埃特性（即$P \sim 1\%-3\%$），（b）极化反向冲击的贡献（GRB减速时间，喷流磁化）或（c）前向冲击固有极化（即$P \leq 2\%$），其取决于磁场相干长度尺度和可观测发射区域的大小（爆发能量学、环爆密度）。
2021-06-18 astro-ph.HE
Probes of Diffusive Shock Acceleration using Gamma-Ray Burst Prompt Emission
伽马射线暴（GRB）的主要范例表明，瞬变伽玛射线信号来自相对论膨胀内部的多次冲击。本文探讨了伽玛暴瞬发辐射谱如何约束伽玛暴模型中相对论激波下电子（或离子）的加速特性。在加速人口的可能的高能量幂律指数的阵列突出显示，专注于如何超过1兆电子伏的光谱可以探测在伽玛射线暴内部冲击场的一致性，和在其周围的磁流体湍流的字符。当包含兆电子伏波段的光谱中断，适合BATSE/EGRET突发数据表明，占优势的电子负责的即时发射驻留在一个固有的非热人口。这与加速模拟中产生的典型种群明显不同;提到了这种冲突的潜在解决方案，如自吸收的作用。光谱模型还表明，同步加速器机制是有利于同步加速器自康普顿的情况下，由于后者的典型的宽曲率附近的峰值。费米伽马射线空间望远镜对爆发的宽带光谱覆盖将加强这种诊断; GBM将提供关于非热粒子群的较低能量部分的关键信息，而LAT将限制粒子加速的幂律制度。
2009-01-16 astro-ph.HE
Phenomenology of Reverse-Shock Emission in the Optical Afterglows of Gamma Ray Bursts
我们使用一个母样本的118伽马射线暴（GRB）余辉，已知的红移和宿主星系的灭绝，分离余辉和不占主导地位的反向激波发射的签名，并确定哪些物理条件导致一个突出的反向激波发射。我们确定了10个具有反向冲击特征的伽玛暴-伽玛暴990123，021004，021211，060908，061126，080319 B，081007，090102，090424和130427 A。通过模拟它们的光学余辉与反向和正向冲击解析光变曲线和使用蒙特卡罗模拟，我们估计的参数空间的物理量描述喷出物和环爆介质。我们发现，物理性质涵盖了广泛的参数空间，似乎没有集群周围的任何优惠值。通过对非RS主导的GRB大样本的静止坐标系光学、X射线和高能性质的比较，我们发现，在早期（$<$ 1 ks），我们的逆激波主导的GRB样本的光谱光度、X射线余辉光度和$γ$射线能量输出与一般GRB样本没有显著差异。然而，以反向激波辐射为主的伽玛暴在后期（$>$ 10 ks）比平均光学正向激波辐射要弱。我们发现，具有可识别的反向冲击分量的伽玛暴显示出高的磁化参数$R_{\mathrm{B}} = \varepsilon_{\rm B,r}/\varepsilon_{\rm B,f} \sim 2 - 10^4$。我们的结果与伽玛暴的弱磁化重子喷流模型一致。
2014-03-22 astro-ph.HE
Free-free absorption in hot relativistic flows: application to fast radio bursts
磁耀斑在磁化恒星的光柱半径之外产生热的相对论激波。在这种激波中或在小于激波的半径处产生的无线电发射在穿过激波介质时经历自由-自由吸收。在这项工作中，我们证明了这种自由-自由吸收可以导致频率-时间谱的负漂移。它是否与在快速射电暴（FRB）中观察到的向下漂移模式有关尚不清楚。然而，如果FRB向下漂移是由于这种机制，那么它将在具有各向同性动能$\gtrsim10^{44}$ erg的冲击中明显。在这个模型中，对于具有洛伦兹因子$\sim100$的内部冲击，归一化漂移率$|{\rm DR_{\rm obs}}|/ν_{\rm mean}$是每毫秒的$\sim10^{-2}$，其中$ν_{\rm mean}$是无线电脉冲的中心频率。因此，冲击壳的相应半径在$10^{10}$ cm和$10^{11}$ cm的范围内。这意味着，对于由氢离子组成的外流，相对论性激波的质量上限是几个$\times~10^{-10}~M_\odot$，这与2004年爆发期间SGR 1806-20喷出的质量相比相当低。
2021-07-27 astro-ph.HE
Reverse Shock Emission in an Off-axis Top-hat Jet Model for Gamma-Ray Bursts
本文研究离轴顶帽喷流中反向激波对伽马射线暴余辉的贡献，用MCMC方法约束喷流参数并成功复现离轴余辉，揭示反向激波可能在早期余辉中产生可观测的显著特征。
2024-02-27 astro-ph.HE
A semi-analytical solution to the forward-reverse shock hydrodynamics of the gamma-ray burst afterglow
本文将标准的伽马射线暴（GRB）余辉正反向激波（FS-RS）模型推广到更一般的情况。一方面，我们推导了两种极限情况下激波流体动力学的解析解，超相对论反激波和牛顿反激波。在这两种极限情况下的渐近解的基础上，我们构成了一个半解析解的一般情况下的冲击的流体动力学，涵盖轻度相对论性的反向冲击的情况下。另一方面，我们推导出的系统的演化考虑到能量守恒的条件，这是不满足标准的FS-RS模型。给出了半解析表达式的一般解法。在扩展的标准FS-RS模型（满足压力平衡条件）和满足能量守恒的模型中，我们发现在相同的初始条件下，超相对论性反激波情形和牛顿反激波的早期情形的结果与标准FS-RS模型的结果相差仅一个接近1的因子。然而，在极限情况下的渐近解是不好的近似那些在中间的情况。在较大的模型参数范围内，我们的半解析结果与数值结果吻合较好，因此可以很容易地用于诊断伽玛暴壳层和环爆环境的物理量。
2022-04-27 astro-ph.HE
Synchrotron self-Compton emission from external shocks as the origin of the sub-TeV emission in GRB 180720B and GRB 190114C
最近，据报道，在GRB~ 190114 C和GRB~ 180720 B中分别在爆发后100-1000 s和10 h检测到100 GeV以上的极高能光子。我们的模型可用的宽带数据的同步辐射加同步辐射自康普顿（SSC）的余辉冲击的辐射。我们发现GRB~ 180720 B的亚TeV辐射可以解释为余辉激波在等密度环爆介质中膨胀的SSC辐射。GRB~ 190114 C的SSC辐射在$\sim100$ s处占GeV同步辐射的优势，这可以解释此时GeV辐射的硬谱。外推到亚TeV能量的SSC分量的通量可以解释MAGIC望远镜对GRB~ 190114 C的高意义探测。模型中的参数值（如环爆密度和冲击微物理参数）对这两个伽玛暴来说并不罕见，这意味着从这两个伽玛暴中检测到的亚TeV光子应该归因于它们的大爆发能量和低红移。
2019-09-06 astro-ph.HE
Prospects for GeV-TeV detection of short gamma-ray bursts with extended emission
我们讨论了GeV到TeV的伽马射线暴（GRB）的光子发射的刷新冲击和连续注入的情况下，在很大一部分的短GRB的扩展发射的观察动机。在第一个模型中，我们假设中央发动机迅速发射出具有一系列洛伦兹因子的物质。当速度最快的壳层开始减速时，它将一个前向激波带入周围介质，并在喷出物中产生一个反向激波。这些冲击被速度较慢、到达较晚的物质重新激发。在第二个模型中，我们假设在一段较长的时间内有一个持续的物质喷射，不断到达的新物质不断地重新激发由前面的喷射物壳形成的冲击。我们计算的同步加速器和同步自康普顿辐射组件的前向和反向冲击，并发现，未来和当前的GeV到TeV范围内的仪器，如CTA，HAWC，VERITAS，MAGIC和HESS有一个很好的机会来检测余辉的短脉冲与延长发射，假设一个合理的响应时间。
2014-04-21 astro-ph.HE
Radiation mediated shocks in gamma-ray bursts: Pair creation
光球下激波耗散是产生瞬发伽玛暴的主要机制之一。这种冲击是由辐射的散射引起的。我们引入了一个时间依赖的，特殊的相对论代码，动态耦合蒙特卡罗辐射传输的流动流体力学。该代码还自洽地实现了电子-正电子对的产生和湮灭。我们模拟的冲击与伽玛暴的相关属性和研究的稳定状态的解决方案，这是准确的深射流光球。冲击波通过一阶费米机制产生幂律光子谱，从典型的上游光子能量向上延伸。强激波（下游压力远大于上游压力）具有上升的$νF_ν$激波谱。对于非相对论性冲击，谱可扩展到$ε_{max} \equiv E_{max}/m_e c^2 \sim v^2$，其中$m_e$是电子静止质量，$v$是上游和下游之间的相对速度，单位为光速$c$。对于温和的相对论冲击，由于克莱因-西名效应，$ε\gtrsim 10^{-1}$的幂律软化，而$vγ\gtrsim 1$的冲击，其中$γ\equiv (1-v^2)^{-1/2}$，产生电子-正电子对。作为一个例子，具有$vγ= 3$和$n_γ/n_p = 2 \times 10^5$的光子-质子比的强冲击具有$Z_\pm \approx 225$的峰值对-质子比。在稳态激波中电子对的主要作用是使激波的空间宽度减小$\sim Z_\pm$倍。冲击后谱在下游热化。在没有发射和吸收过程的情况下，在激波后的光学深度$τ\gg θ_d^{-1}$处达到温度$θ_d \equiv kT_…
2017-08-08 astro-ph.HE
Ejecta Width and Magnetization Reflected in Gamma-Ray Burst Early Afterglows: Implication for Reverse Shock Component and Shallow Decay Phase
本文通过一维相对论磁流体模拟研究GRB抛射物磁化程度和宽度对余辉的影响，构建洛伦兹因子演化半解析公式，并解释浅衰减阶段及GRB221009A早期TeV辐射的陡升现象。
2024-11-25 astro-ph.HE
Prompt Gamma-Ray Burst Emission from Internal Shocks -- New Insights
本研究提出内激波中前向与反向激波的同步辐射可自然解释伽马射线暴瞬时辐射的脉冲形状、能谱演化及常见低能成分，无需精细调节物理条件。
2023-12-22 astro-ph.HE
Impact of the collision model on the multi-messenger emission from Gamma-Ray Burst internal shocks
本文讨论了在伽马射线暴（GRB）内部激波场景中多种天体物理信使（中微子、宇宙射线、伽玛射线）的产生，重点讨论了两个壳层之间的碰撞动力学对火球演化的影响。除了非弹性的情况下，在等离子体壳合并时，他们碰撞，我们研究了超高效的冲击方案，其中一小部分的内能重新转换为动能，因此，两个壳的生存和保留在系统中。我们发现，在所有情况下，准扩散中微子流量从伽玛暴的水平$10^{-11}$到$10^{-10} \, \mathrm{GeV \, cm^{-2} \, s^{-1} \, sr^{-1}}$（每味）预计质子和重子负载为10，这是潜在的冰立方Gen2的范围内。多信使生产的碰撞模型的最高影响被观察到的超高效冲击的情况下，承诺高转换效率从动能到辐射能。然而，假设等离子体壳分离后的碰撞和生存作为单独的壳内的火球被认为是合理的，很少在多碰撞模型，使用流体动力学模拟与PLUTO代码的个别壳碰撞。
2020-04-09 astro-ph.HE
The termination shock of a magnetar wind: a possible origin of gamma-ray burst X-ray afterglow emission
内容：快速观测表明，某些伽马射线暴（GRB）的X射线余辉发射可能具有内部起源，常规外激波（ES）不可能是余辉发射的唯一来源。目的：如果某些伽玛暴的中心致密天体是毫秒级磁星体，磁星风可能在（内部）X射线余辉发射中起重要作用，这是我们在这里关注的重点。研究方法：本文研究了考虑磁星风磁化的磁星风的动力学和终端激波（TS）的同步辐射，以及同步GRB ES。结果：由于风TS和GRB ES之间的竞争，预测了两种基本类型的X射线余辉，TS主导型和ES主导型。此外，我们的结果还表明，这两种类型的余辉都有一个浅衰减阶段和正常衰减的一个，由\textit{Swift}卫星观测。这表明，一些观测到的X射线余辉可能是磁星风（内部）产生的，但不一定是GRB ES。
2010-08-29 astro-ph.HE
From Internal Collision to Photon Escape: First-Principles Modeling of Radiation-Mediated Shocks in Gamma-Ray Burst Photospheres
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, AlbaNova University Centre（阿尔巴诺瓦大学中心的奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心）
研究通过首原理辐射-流体动力学模拟，探讨伽马射线暴中亚光球层冲击波的形成与演化，揭示辐射介导冲击波对光子场的影响及光变曲线特征。
2026-04-08 astro-ph.HE
Spectral evolution in gamma-ray bursts: predictions of the internal shock model and comparison to observations
在瞬发伽马射线暴（GRB）的辐射中，已经发现了几种趋势：如硬-软演化、脉冲宽度随能量的演化、时间滞后、硬度-强度/注量的相关性。最近费米显着扩大了伽玛暴观测的光谱覆盖范围，并改善了这种光谱演化的表征。我们研究内部冲击如何重现这些观察结果。在该模型中，辐射来自于冲击加速电子的同步辐射，并且光谱演化受冲击区域物理条件的演化所支配。我们提出了一套全面的模拟一个单一的脉冲和调查的模型参数的影响，有关的冲击微观物理和喷出物的初始条件。我们发现一个一般的定性协议之间的模型和用于比较的各种观察。所有这些性质或关系由谱的峰值能量和光子指数的演化决定。此外，我们确定了数量协议的条件。我们发现，最好的协议是获得（i）陡峭的电子斜率（p>~2.7），（ii）微物理参数随冲击条件的变化，使更多的电子被加速在更强的冲击，（iii）陡峭的变化的初始洛伦兹因子在喷出物。当模拟短伽玛暴收缩所有的时间尺度，所有其他参数不变，我们表明，硬度持续时间的相关性再现，以及与脉冲特性的持续时间的演变。最后，我们研究了这些不同场景在高能量下的签名，并发现了不同的属性-延迟发作，较长的发射，在某些情况下，平坦的频谱-这表明内部冲击可能对即时LAT发射有显着的贡献。[删节]
2014-04-17 astro-ph.HE
Probing particle acceleration at trans-relativistic shocks with off-axis gamma-ray burst afterglows
相对论性和非相对论性无碰撞冲击的粒子加速是不同的。我们发现，电磁引力波（GWs），伽马射线暴（GRB）余辉，是理想的目标，观察跨相对论演化的加速电子分布，因为GWs现场附近的伽玛射线暴与离轴射流，否则错过了伽玛射线观测。我们发现，相对论光谱斜率在光变曲线的峰值时刻附近开始急剧变化，并在峰值时刻的10倍左右接近非相对论极限。余辉同步辐射光谱的trans-relativistic演化与GRB 170817 A的观测结果在误差范围内是一致的，并且在更致密的环境中，在GW视界$\sim 200$ Mpc的类似但更遥远的事件中是可以测量的。我们粗略地估计，这样的事件代表的GRB 170817 A类离轴短GRB的10- 50%的一小部分。我们还发现，如果它们的光变曲线彼此相似，则光谱演化不依赖于喷流结构。
2022-10-18 astro-ph.HE
The Bright Reverse Shock Emission in the Optical Afterglows of Gamma-ray Bursts in a Stratified Medium
对于GRB 990123早期的光学余辉（也称闪光），一般采用逆激波（RS）模型来解释其快速上升和衰减的现象。在本文中，我们收集了11个伽马射线暴（GRB）的早期光学余辉，这类签名的优势RS发射。由于闪光的时间斜率是由介质密度分布指数$k$和电子能谱指数$p$共同决定的，因此我们将薄壳情况下的RS模型应用于闪光，并确定了前身星的环境介质。我们发现$k$值在0 - 1.5的范围内。本文中的$k$值与Yi等人（2013）的结果一致，其中前向冲击（FS）模型应用于某些起始颠簸。然而，本文所采用的方法只适用于伽玛暴余辉与显着的急剧上升和衰减的RS发射。我们的研究结果表明，RS模型也可以用来确定环暴介质，进一步意味着伽玛暴可能有不同的环暴介质。
2020-04-18 astro-ph.HE
On The External Shock Synchrotron Model for GRBs' GeV Emission
LAT探测到的（100 MeV - 50 GeV）GRB辐射的主要成分相对于瞬发软（亚MeV）伽马射线开始延迟，并且在软成分消失后持续很长时间。这导致了一个有趣的建议，即这种高能量的发射是通过相对论电子的同步辐射产生的加速的外部冲击。此外，MeV余辉发射的限制导致的建议，至少在明亮的GeV爆发的领域是不是超出了冲击压缩放大。我们在这里表明，限制（内的减速冲击），效率和冷却的发射电子约束的考虑，在这个模型中，磁场，出现在上游（circumburst）和下游（喷出物）地区，使我们能够获得一个直接处理它们的值。最大同步辐射的已知极限，当结合冲击波演化时，意味着能量高于~ 10 GeV的晚期光子（在爆发后超过~100 s到达）不会自然地从外部冲击同步辐射中产生，并且几乎可以肯定有不同的起源。最后，即使是红外光学的适度种子通量（几mJy）也会通过逆康普顿冷却淬灭GeV辐射，除非激波后面的磁场被显著放大。同时观测到红外光学和GeV辐射的爆发将排除这种模型。
2010-03-30 astro-ph.HE
Fast radio bursts by high-frequency synchrotron maser emission generated at the reverse shock of a powerful magnetar flare
考虑了一个快速射电暴的磁星耀斑模型。我们表明，毫秒爆发的足够的功率可以产生同步脉泽发射点燃的反向冲击传播通过弱磁化的物质，形成磁星耀斑。如果脉泽发射是在各向异性的制度（由于生产区域的几何形状或存在一个强烈的外部源的刺激光子）的持续时间的脉泽闪光是类似的磁星耀斑的持续时间，即使冲击波前半径是大的。我们的方案允许放宽对几个关键参数的要求：在生产现场的磁场强度，耀斑的亮度，和生产现场的体积洛伦兹因子。为了验证该模型的可行性，我们研究了强磁星耀斑与FRB发生率之间的统计关系。预期的比率是通过卷积的红移依赖的磁星密度与耀斑光度函数以上的FRB检测阈值确定的能量极限。我们得到，只有一小部分，$\sim10^{-5}$，强大的磁星耀斑触发FRB。这个比值与我们的估计非常吻合：我们得到磁星的$10\%$应该处于适合产生FRB的演化阶段，并且所有耀斑中只有$10^{-4}$是弱磁化的，这是高频脉泽发射的必要条件。
2022-02-16 astro-ph.HE
Radio flares from gamma-ray bursts
我们提出的厘米和毫米的无线电发射的预测，从反向冲击在早期余辉的伽马射线暴，以确定其可探测性与当前和未来的无线电设施的目标。使用一系列的伽玛射线暴的属性，如峰值光学亮度和时间，各向同性的等效伽马射线能量和红移，我们模拟无线电光变曲线的框架广义为任何环暴介质结构，包括参数化的壳厚度制度，这是更现实的比简单的假设厚壳或薄壳近似。在Mundell等人（2007）和Melandri等人（2010）早期工作的基础上，反向冲击的典型频率被认为是无线电，而不是早期的光波长，我们发现最明亮和最明显的反向冲击无线电信号在爆发后0.1 - 1天内都可以检测到，强调了快速无线电跟踪的必要性。对于具有较晚光学峰值、高各向同性能量、较低环爆介质密度的爆发，以及在不太容易发生同步加速器自吸收效应的观测频率（通常在几GHz以上）的爆发，检测更容易。鉴于最近的检测极化提示伽玛射线和光学反向冲击发射，我们建议，极化无线电/毫米发射的检测将明确地确认存在低频反向冲击在早期。
2015-03-29 astro-ph.HE
Relativistic Rayleigh-Taylor Instability of a Decelerating Shell and its Implications for Gamma Ray Bursts
对描述相对论性壳与周围介质相互作用的自相似解进行了全局线性稳定性分析。的解决方案被证明是不稳定的对流瑞利-泰勒模式的角度尺度小于因果关系的规模。较长波长的模式是稳定的，并随时间衰减。对于足够大的球谐度$l$的模式，无量纲增长率的尺度为$\sqrt{l/Γ}$，其中$Γ$是壳的洛伦兹因子。不稳定性开始于分离冲击喷射a和冲击环境气体的接触界面，并传播到冲击。反向激波阵面对不稳定性迅速作出反应，并在早期表现出迅速增长的畸变。向前激波的传播较慢，预计在不稳定性传递到向前激波之前，接触点附近的区域将变得完全湍流。Blandford-McKee爆炸波解的非普适性表明，受冲击的周围介质中的不稳定性产生的湍流可能随时间缓慢衰减，并且可能是爆炸波演化过程中很长一段时间内磁场的起源。我们还推测这种不稳定性可能会影响伽玛暴后瞬发相早期冲击喷出物的辐射。
2017-04-18 astro-ph.HE
Monster radiative shocks in the perturbed magnetospheres of neutron stars
本研究揭示中子星磁层扰动可产生宇宙中最强的辐射激波，引发X射线爆发，为磁星活动与快速射电暴的关联提供新机制。
2023-09-04 astro-ph.HE
Origin of the bright prompt optical emission in the naked eye burst
GRB 080319B（“裸眼暴”）的巨大光学亮度使得这一事件对即时GRB发射的模型具有挑战性。在内激波模型的框架下，我们研究了一个场景，其中占主导地位的辐射过程是同步辐射和高的光通量是由于相对论外流的动力学性质：如果初始洛伦兹因子在喷流中的分布是高度可变的，许多内激波将形成在不同半径的外流。最猛烈的冲击将产生主要的伽马射线分量，而不太猛烈的冲击将产生较低能量的伽马射线分量，包括光学范围。
2011-01-20 astro-ph.HE
Synchrotron Polarization of Gamma-Ray Burst Afterglow Shocks with Hydrodynamic-scale Turbulent Magnetic Field
伽马射线暴（GRB）的余辉是由膨胀的前向冲击波发射的，它被认为具有比星际磁场强得多的磁场，尽管磁场的起源是一个长期存在的问题。到目前为止，已经讨论了两种场放大机制，即等离子体动力学不稳定性和磁流体动力学不稳定性。这两个过程放大的场的相干长度尺度相差$7-10$数量级，偏振观测可以区分它们。在流体动力学尺度湍流磁场假设下，建立了前向激波余辉极化的半解析模型。我们对各向同性湍流和零视角下的同步辐射偏振进行了数值计算。我们发现，当流体共动系中场相干长度尺度为激波区厚度量级时，偏振度为$ \sim1~\%$。这个范围的偏振度是相媲美的观察到的后期光学余辉。我们的模型还表明，无线电偏振度是可比的光学的平均，但可以高于光学的在某些时间间隔。偏振角被示出为随机和连续地变化。这些偏振特性明显不同于等离子体动力学不稳定性的情况。最近开始在射电和光学波段同时对伽玛暴余辉进行偏振观测，这将有助于我们约束磁场放大机制。
2022-12-16 astro-ph.HE
Using Gamma-Ray Burst Prompt Emission to Probe Relativistic Shock Acceleration
人们普遍认为，伽马射线暴（GRB）中10 keV - 10 GeV波段的瞬发瞬态信号是由超相对论膨胀内部的多次冲击引起的。对这些冲击的耗散和伴随的加速度的详细了解是当前的热门课题。本文探讨了伽玛暴模型中相对论激波处电子（或离子）加速特性与伽玛暴瞬发辐射谱之间的关系。重点是在加速人口的可能的高能量幂律指数的阵列上，突出1兆电子伏以上的光谱如何可以探测伽玛射线暴内部冲击的磁场强度，以及在其周围的磁流体湍流的性质。强调了扩散激波加速理论在相对论性MHD间断处不产生正则谱。这种多样性是相称的显着范围内的光谱指数辨别迅速爆发发射。这种系统的诊断，现在正在加强由费米伽玛射线空间望远镜的爆发的宽带光谱覆盖;而伽马射线暴监测器（GBM）提供的粒子群的低能量部分的关键诊断，在这里的重点是在非热，粒子分布的大面积望远镜（LAT）提供的幂律制度的约束。
2010-02-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
High-Energy Shock Breakout from Supernovae and Gamma-ray Bursts
Center for Nonlinear Studies, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室非线性研究中心）；Department of Physics & Astronomy, Louisiana State University（路易斯安那州立大学物理与天文学系）；X-ray Astrophysics Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心X射线天体物理学实验室）；McWilliams Center for Cosmology and Astrophysics, Department of Physics, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学物理学院麦克威廉斯宇宙学与天体物理学中心）
本文提出了一种半解析方法，用于建模超新星和伽马射线暴的冲击波爆发信号，以更准确地捕捉自然复杂性，并探讨其在即发伽马射线暴中的作用。
2026-02-28 astro-ph.HE
A model for fast extragalactic radio bursts
最近在1 GHz波段发现了毫秒级的脉冲串。有一个强有力的证据表明，它们来自$\sim 1 $ Gpc距离，这意味着非常高的亮度温度。我建议，这些爆发可以归因于同步脉泽发射相对论，磁化冲击。在磁星耀斑开始时，形成了一个强磁化脉冲，它通过相对论性磁星风传播出去，最终到达周围介质中被风膨胀的星云。我表明，所观察到的无线电爆发可以产生的冲击形成的相互作用的磁脉冲与星云内的等离子体。该模型预测了TeV波段的强烈毫秒级爆发，甚至可以从遥远的星系中观察到。
2014-01-26 astro-ph.HE
Gamma Ray Burst reverse shock emission in early radio afterglows
伽马射线暴的反向激波（RS）辐射是研究中央发动机喷出物性质的重要工具。如果喷出物的磁化强度不够高，以抑制RS，一个强大的RS发射组件，通常在早期的光学/红外波段达到峰值，将早期余辉光曲线的重要贡献。在射电波段，同步辐射自吸收可以抑制早期的RS发射，也可以延迟RS峰值时间。本文计算了不同动力学条件下射电波段的自吸收RS辐射。特别是，我们强调的RS无线电发射是受到自吸收的反向和正向冲击。我们计算了不同频率下RS峰值时间处的反向与正向冲击通量之间的比值，这是RS发射分量的可探测性的度量。然后，我们约束的范围内的物理参数可检测的RS，特别是磁化的作用。我们注意到，不像光学RS发射，这是增强适度磁化，适度磁化喷出物不一定会产生一个更明亮的无线电RS由于自吸收效应。对于典型参数，RS发射分量在1 GHz以下将不可检测，除非介质密度非常低（例如，ISM的$n < 10^{-3} ~{\rm cm^{-3}}$和风的$A_* < 5\times 10^{-4}$）。这些预测可以用目前和即将到来的无线电设施，如JVLA，LOFAR，FAST和SKA的余辉观测进行测试。
2016-05-04 astro-ph.HE
The $E_{\rm p}$ - $E_{\rm iso}$ relation and the internal shock model
伽马射线暴中$E_{\rm p}$ - $E_{\rm iso}$相关性的有效性以及用内震解释瞬发的可能性一直是备受争议的问题。我们研究是否$E_{\rm p}$ - $E_{\rm iso}$相关性可以再现，如果内部冲击确实是负责的即时发射，或者相反，如果相关性可以用来约束内部冲击的情况。我们开发了一个玩具模型，其中内部冲击仅限于两个壳的碰撞。合成爆发人口的模型参数的各种分布，如相对论流出的注入功率，平均洛伦兹因子，其典型的对比壳之间构建。这些参数可以是独立的，也可以通过各种关系联系起来。合成$E_{\rm p}$ - $E_{\rm iso}$图在不同的情况下，并与观察到的相关性进行比较。参考观测到的相关性是由BAT 6样本定义的，这是一个几乎完全红移的雨燕爆发样本，并受到众所周知的和可重复的仪器选择效应的影响。然后与合成爆发的子样本进行比较，该子样本满足与对BAT 6样本施加的相同选择标准。模型和数据之间往往可以达到令人满意的一致性，但只有当几个强大的约束条件都满足的动力学的流动和微观物理控制的激波耗散能量的再分配。
2014-12-18 astro-ph.HE
Relativistic shock breakouts - a variety of gamma-ray flares: from low luminosity gamma-ray bursts to type Ia supernovae
各种各样的爆炸会导致轻度或超相对论冲击波爆发。这里我们计算这些爆发产生的光度和光谱。为了做到这一点，我们改进了相对论辐射介导的冲击的分析描述，并遵循系统从突破本身，通过平面相，进入球形相。我们限制我们的计算的情况下，突破后加速的气体在平面阶段结束。(i.e.,最终气体洛伦兹因子<~30）。我们发现，球形相对论爆发会产生γ射线闪光，其能量、温度和持续时间始终满足它们之间的特定关系，并提供爆发半径和洛伦兹因子。爆发性耀斑之后，在较长的时间尺度上，通常会出现携带相当能量的X射线。我们将我们的模型应用于各种爆炸，包括Ia和.Ia超新星（SNe），AIC，高能SNe和伽马射线暴（GRB）。我们发现，所有这些事件都产生了可检测到的伽马射线信号，其中一些可能已经被发现。一些具体的例子是：（i）相对论性激波爆发为所有低光度伽玛暴的能量、温度和时间尺度以及许多其他观测特征提供了一种自然的解释。(ii)附近的宽线Ib/c（如SN 2002 ap）可能会产生可探测到的伽马射线信号。(iii)如果它们的前身是单简并的，银河Ia超新星会产生可探测的伽马射线耀斑。我们认为相对论激波爆发是产生伽玛射线耀斑的一个普遍过程，这为研究和探测各种恒星爆炸打开了一个新的窗口。
2011-06-13 astro-ph.HE
Collisionless Weibel shocks and electron acceleration in gamma-ray bursts
本文研究了伽马射线暴中的无碰撞外激波。通过自洽的三维粒子模拟，对冲击波结构、电磁场和电子加速过程进行了分析。根据流体动力学激波系统，激波由反向激波（RS）和前向激波（FS）组成，它们之间由接触间断（CD）隔开。其发展和结构受离子韦伯不稳定性控制。离子丝是在双激波结构两侧的强横向电磁场的源，长度为30 - 100离子趋肤深度。电子被加热到最大能量$ε_{\rm ele}\approx \sqrt{ε_{\rm b}}$，其中$ε$是归一化为总入射能量的能量。由于双极电场的存在和冲击区强横向磁场的反射，喷流电子被捕获在RS过渡区。在类似于离子的冲击冲浪加速（SSA）的过程中，电子经历漂移运动并通过垂直于冲击传播方向的平面中的离子丝横向电场加速。最终加速的喷射电子对流回到上游。
2015-08-22 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Lorentz Factor Constraint from the very early external shock of the gamma-ray burst ejecta
虽然人们普遍认为伽马射线暴（GRB）中的发射区以超相对论的方式向观测者移动，但对初始洛伦兹因子$Γ_0$的不同估计会导致不同的估计，有时会相互矛盾。我们在这里表明，安静的时期，其中信号下降到仪器阈值以下，把强大的上限值的$Γ_0$。根据标准的内部-外部冲击模型，外部冲击应在瞬发阶段形成。这种外部冲击辐射在硬X射线到软伽马射线波段，这种发射应该被视为一个平滑的背景信号。观察到的深极小值表明，这种贡献可以忽略不计。这又限制了$Γ_0$。我们获得了几个突发的$Γ_0$的上限，典型值约为数百。我们将这些值与通过其他方法获得的值进行比较，这些方法通常会产生较低的限值。结果略微一致，仅留下$Γ_0$的允许值的窄范围。
2009-08-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraints on Cold Magnetized Shocks in Gamma-Ray Bursts
本文考虑一个模型，其中伽马射线暴（GRB）中的超相对论性喷流是冷的和磁加速的。我们假设流出物质中的能流通过内部冲击或反向冲击部分热化，我们估计在这种磁化冲击中可能产生的最大辐射量。我们比较了这一估计与现有的观测数据在伽玛暴的即时伽玛射线发射。我们发现，即使有非常乐观的假设，磁化喷流模型是辐射效率太低，与观测结果是一致的。一种解决方法是假设在冲击后，甚至冲击前，喷射物质中的大部分磁能通过某种未指明的过程转化为粒子热能，然后辐射出去。这可以充分提高辐射效率以适合观测。或者，射流加速可以由热压力而不是磁场驱动。在这种情况下，这对应于传统的火球模型，足够的即时伽玛暴发射可以产生从冲击波在一个大的半径或从射流光球靠近中心。
2011-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Polarization constraints on the geometry of the magnetic field in the external shock of gamma-ray bursts
研究了长持续时间伽马射线暴光学余辉中线偏振测量的系综。我们假设一个非侧向扩展的顶帽射流几何形状，并使用相对大量的测量下，假设他们代表一个统计无偏的样本。这使我们能够限制最大预测极化和测量极化之间的比率，这是外部冲击下游区域磁场几何形状的指标。我们发现，所测量的极化基本上被抑制相对于最大可能的一个完全有序的磁场平行于冲击法线或一个领域，这是完全包含在冲击平面。平均而言，测量的偏振被限制在最大理论可能值的25%和30%之间。这种减小要求磁场的垂直分量相对于平行于冲击波阵面的分量在能量上占主导地位，如对于冲击产生和/或冲击压缩场所预期的那样。然而，我们发现，数据只勉强支持一个简单的礼帽射流的假设，指向一个更复杂的几何外流。
2020-02-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Resolving spatial and temporal shock structures using LOFAR observations of type II radio bursts
本研究利用LOFAR高分辨率成像结合极紫外观测，解析2023年10月3日的多带II型射电暴，发现激波膨胀近似自相似，揭示了空间分辨率对研究日冕激波特性与电子加速热点的重要意义。
2025-02-24 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Monster Shocks, Gamma-Ray Bursts, and Black Hole Quasi-normal Modes from Neutron-star Collapse
本研究通过首个坍缩磁陀星磁层磁流体动力学模拟，提出一种非准直延迟伽马射线暴新机制，发现坍缩激发的外向流会受新生黑洞铃振调制，印刻千赫兹准正态模，为并合引力波提供高能对应体。
2024-10-09 astro-ph.HE gr-qc
CME-driven Shock and Type II Solar Radio Burst Band Splitting
日冕物质抛射（CME）被认为是在日冕和行星际空间产生激波的有效方法。冲击波和冲击波加速的重要特征之一是II型太阳射电爆发，它随冲击波速度漂移，并产生基波和高次谐波等离子体射电辐射带。第二类射电爆发的一个有趣的方面是谐波带偶尔分裂成更细的通道，称为带分裂。在这里，我们报告了一个详细的成像和光谱观测的CME驱动的冲击产生带分裂的II型爆发。使用低频阵列（LOFAR），我们检查的空间和时间的关系的II型爆发相关的CME事件，使用源成像计算表观日冕密度，并演示如何源成像可以用来估计投影效果。我们考虑两个被广泛接受的带分裂模型，使相反的预测关于真正的发射源的位置相对于冲击波阵面。我们的观测结果表明，上、下子带源的位置在空间上由$\sim 0.2 \pm 0.05 \, \mathrm{R_\odot}$分开。然而，我们首次定量地表明，这种分离与来自单个区域的等离子体无线电发射的无线电波散射是一致的，这意味着分裂带II型源可能来自近共空间位置。考虑到散射的影响，观测结果为模型提供了支持性证据，该模型将带分裂解释为起源于冲击波阵面上游和下游区域的发射，这两个区域实际上是共同空间的。
2018-11-27 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Neutrino and cosmic-ray emission from multiple internal shocks in gamma-ray bursts
伽马射线暴是在宇宙学距离上短暂的发光爆炸，被认为是起源于大质量恒星死亡时发射的相对论喷流。它们是产生观测到的最高能量宇宙射线的主要候选者之一。然而，最近的中微子数据已经开始在只有一个发射区的最简单模型中限制这种可能性。在伽马射线暴的经典理论中，粒子被从中央引擎喷射出的物质碰撞产生的温和相对论性冲击加速。我们考虑中微子和宇宙射线从多个发射区的发射，因为这些内部碰撞必须发生在非常不同的半径，从光球层以下的所有方式到环暴介质，作为有效的动能耗散的结果。我们证明，不同的信使起源于不同的碰撞半径，这意味着多信使观测打开窗口，揭示不断变化的伽玛暴外流。
2015-10-14 astro-ph.HE hep-ph
Multi-messenger light curves from gamma-ray bursts in the internal shock model
伽马射线暴是中微子和宇宙射线的重要来源。在内部激波的情况下，从中央发动机发射的等离子体团在相对论性喷流内碰撞并形成激波，导致粒子加速和发射。出于目前的实验约束和敏感性，我们提高粒子发射的预测调查的时间依赖性的影响，从多个冲击。我们根据中央引擎的特性产生具有不同可变性时间尺度的合成光变曲线。对于单个伽玛暴，可以从伽玛射线光变曲线的检查中推断出关于模型参数、中微子产生效率和高能伽玛射线延迟的定性结论。具有快速时间变化性而没有额外的突出脉冲结构的GRB往往是有效的中微子发射器，而具有快速变化性的GRB由宽脉冲结构调制可能是低效的中微子发射器，并产生延迟的高能伽马射线信号。我们的研究结果可以应用于超高能宇宙射线的GRB起源的定量测试，并有可能影响当前和未来的多信使搜索。
2017-01-27 astro-ph.HE hep-ph
