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
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
Reverse and forward shock afterglow emission from steep jets viewed off axis
本研究利用简化分析模型探究轴外观测的伽马射线暴(GRB)陡喷流余辉形态,发现其光变曲线因最小可见角减小时机与反向激波穿过喷流物的时间关系分为三类,且反向激波或可通过独特时间斜率探测转变。
2025-04-17 astro-ph.HE
Systematic Error in Approximate Models of the GRB Early Afterglow
Syracuse University(雪城大学);Coastal Carolina University(海岸卡罗来纳大学);Clemson University(克莱姆森大学)
通过高分辨率相对论流体动力学模拟,评估了早期余辉两区域模型的准确性,发现当反向激波为牛顿型时,标准半解析方法会显著高估反向激波或正向激波的辐射。
2026-08-21 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
Relativistic simulations of long-lived reverse shocks in stratified ejecta: the origin of flares in GRB afterglows
来自伽马射线暴的早期余辉阶段的X射线光变曲线呈现出令人困惑的可变性,包括耀斑。这些耀斑的起源仍然存在争议,通常与中央引擎的后期活动有关。我们讨论了另一种情况下,中央发动机仍然是短暂的和耀斑产生的传播的一个长期的反向冲击在分层喷出物。在这里,我们专注于冲击相互作用的流体力学。我们对伽马射线暴喷出物中不同初始内部结构的一维超相对论流体动力学进行了模拟。我们用它们来提取热光变曲线,并与以前的研究的基础上,一个简化的弹道模型进行比较。我们发现这两种方法之间有很好的一致性,具有相似的斜率和光变曲线的可变性,但确定了弹道模型中的几个弱点:在冲击区的密度被低估,更重要的是,后期的冲击反射没有被捕获。我们的流体动力学模拟提供了准确的动力学,我们确认,在喷出物的内部冲击导致形成致密的外壳。长寿命的反向激波与致密壳层的相互作用使耗散功率迅速而强烈地增加。假设发射是由于从冲击加速电子的同步辐射,和外部的前向冲击是辐射效率低下,我们发现,这导致在X射线光变曲线中的明亮耀斑,与到达时间,形状和持续时间与观察到的性质的X射线耀斑在伽玛射线暴余辉。
2017-12-05 astro-ph.HE
Reverse Shocks in the Relativistic Outflows of Gravitational Wave Detected Neutron Star Binary Mergers
伽马射线暴(GRB)的余辉是由于超相对论外流减速时产生的激波的同步辐射。一个正向和一个反向激波将形成,然而,在正向激波的辐射被充分研究作为引力波探测到的中子星合并的潜在对应物的地方,反向激波被忽略了。在这里,我们展示了如何从离轴和结构外流的余辉的反向冲击。在射频的余辉上升中,离轴反向激波将作为增亮特征出现。对于$\sim100$ Mpc的爆发,系统应倾斜于$\lesssim20^\circ$,以便在合并后$\sim0.1-10$天观察到反向激波。对于结构化外流,增强的反向冲击发射的强磁场内的流出是需要的发射在早期的余辉占主导地位。早期对余辉的射电测光可以揭示与中央发动机有关的强磁场的存在。
2019-08-12 astro-ph.HE gr-qc
An energy-conserving dynamical model of GRB afterglows from magnetized forward and reverse shocks
在伽马射线暴(GRB)余辉的动力学模型中,一致性假设引起了总能量守恒问题。在这项工作中,我们考虑了源自磁化喷出物的冲击,通过应用Zhang和Kobayashi(2005)的磁化跳跃条件,将Yan等人(2007)的能量守恒流体动力学模型扩展到MHD极限。与非保守模型相比,我们的整个冲击区的洛伦兹因子大了$\lesssim\sqrt{2}$倍。在相对论区域中,前向激波区的总压力高于反向激波区,在我们的星际介质(ISM)情况下,当喷出物磁化程度为$σ<1$时,前向激波区的总压力约为反向激波区的3倍,在风情况下,前向激波区的总压力约为反向激波区的2.4倍。对于$σ\le 1$,非保守模型在ISM情况下损失了其总能量的$32-42$ %,在风情况下损失了$25-38$ %,这特别发生在前向激波区域,使得来自前向激波的激波同步辐射不如预期的明亮。一旦能量守恒的问题是固定的,后期的光变曲线从向前冲击变得几乎独立的喷出物的磁化。由于洛伦兹因子的变化被冲击粒子数密度的变化所补偿,反冲击区不存在能量守恒问题。反向激波的早期光变曲线对喷出物的磁化强度很敏感,是探测喷出物磁化程度的重要手段。
2021-04-28 astro-ph.HE
The magnetization degree of the outflow powering the highly-polarized reverse shock emission of GRB 120308A
GRB 120308 A是由{ \it Swift}探测到的一个长持续时间的$γ-$射线暴,它的特征是一个高度偏振的早期光学余辉发射,强烈表明发射区存在有序的磁场分量。在这项工作中,我们模拟的光学和X射线发射的反向和正向冲击的情况下,并表明,在反向冲击区的磁场强度是$\sim 10$倍强于在正向冲击区。因此,为高度极化的反向激波光学发射提供动力的外流在$σ\sim$百分之几的程度上被轻度磁化。考虑到伽马射线暴(GRB)外流在加速和瞬发阶段的合理磁能量耗散,GRB 120308 A的余辉数据为我们提供了令人信服的证据,至少对于某些GRB来说,能量的不可消除部分以坡印廷通量的形式释放,证实了在GRB 990123的光学余辉的反向-正向激波发射模型中首次提出的发现(Fan et al. 2002; Zhang et al. 2003)。
2014-07-24 astro-ph.HE
Double-Peaked Optical Afterglow in GRB 110213A Inferring a Magnetized Thick Shell Ejecta
本文研究了 GRB 110213A 的双峰光学余辉和 X 射线浅衰减特征,采用半解析模型分析磁化厚壳层抛射物与分层星周介质相互作用的前向和反向激波动力学,揭示强磁化喷流反向激波与弱磁化星周介质前向激波辐射结合形成双峰,并开源了 Julia 包 Magglow。
2025-11-03 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
The puzzling temporally variable optical and X-ray afterglow of GRB 101024A
目的:介绍GRB 101024 A余辉的光学观测结果,并尝试用现有的余辉模型将这些观测结果与GRB 101024 A的X射线余辉数据相协调。方法:我们利用早期的Zadko望远镜光学观测数据和X射线数据,并与反向激波/前向激波模型进行比较。结果:早期的光学光变曲线揭示了一个非常不寻常的陡峭衰减指数α ~5。这之后是一个平坦化,可能是一个平台期,与X射线中的类似特征一致。我们在标准的反向激波/正向激波模型和能量注入的框架下讨论了这些观测结果,指出平台相也可能是新磁星形成的标志。
2011-04-15 astro-ph.HE
A VLA Study of High-redshift GRBs II - The Complex Radio Afterglow of GRB 140304A: Shell Collisions and Two Reverse Shocks
本文详细介绍了在$z=5.283$上对GRB 140304 A进行的1 ~ 86 GHz、0.45 d ~ 89 d的多频、多历元射电观测。无线电和毫米波数据表现出不寻常的多光谱成分,这不能简单地用标准的正向和反向冲击场景来解释。通过详细的从无线电到X射线的多波长分析,我们将前向激波参数限制为$E_{\rm K, iso}\approx4.9\times10^{54}\,$ erg、$A_* \approx 2.6\times10^{-2}$、$ε_{\rm e}\approx2.5\times10^{-2}$、$ε_{\rm B}\approx5.9\times10^{-2}$、$p\approx2.6$和$θ_{\rm jet}\approx1.1^{\circ}$,分别得到了光束修正的$γ$射线和动能$E_γ\approx2.3\times10^{49}\,$ erg和$E_{\rm K}\approx9.5\times10^{50}\,$ erg。我们模拟过量的无线电发射,由于一个晚的时间反向冲击(RS)发射的壳碰撞,这也产生了重新增亮的X射线在$\approx0.26\,$ d,无论是标准的RS或衍射星际闪烁的组合。根据标准的RS解释,我们调用的前向和反向冲击之间的一致性参数,推导出减速时间,$t_{\rm dec}\approx100\,$ s,喷出物的洛伦兹因子,$Γ…
2017-07-18 astro-ph.HE
Systematic Study of Forward and Reverse Shock Afterglow Emission from Two-Component Jets
Nazarbayev University(纳扎尔巴耶夫大学);The Open University of Israel(以色列开放大学);The George Washington University(乔治华盛顿大学)
本文通过数值建模研究双组分喷流的后glow辐射,揭示了正向和反向冲击在不同参数空间下的贡献,指出反向冲击在高磁化和长引擎持续时间下有显著贡献,而正向冲击主导大部分参数空间。
2026-03-28 astro-ph.HE
A Radio Flare in the Long-Lived Afterglow of the Distant Short GRB 210726A: Energy Injection or a Reverse Shock from Shell Collisions?
本文发现短伽马射线暴 GRB 210726A 的射电余辉在约 11 天出现并快速增亮后衰减,提出能量注入或反向激波解释,并指出多数射电搜索过早结束可能遗漏此类事件。
2024-07-19 astro-ph.HE
Optical flashes, reverse shocks and magnetization
尽管斯威夫特之前预计反向冲击产生的明亮光学闪光将在早期余辉发射中普遍存在,但快速响应观测表明事实并非如此。虽然在早期非常明亮,但一些伽玛暴,如GRB 061007和GRB 060418,在伽玛暴之后的几分钟内缺乏来自反向冲击的短暂闪光。相反,其他的光学余辉,如GRB 990123、GRB 021211、GRB 060111B、GRB 060117、GRB 061126和最近的GRB 080319B,在最初的10^3秒内表现出一种典型的快速发展的反向+正向激波组合的陡峭到平坦的转变。我们回顾了光学余辉中反向激波成分的存在和不存在,并讨论了对标准模型和火球磁化的影响。我们表明,以前预测的光学闪光很可能发生在较低的波长,也许低到无线电波长,并通过使用的情况下,GRB 061126,我们表明,在喷出物的磁能密度,表示为一小部分的equipration值,是一个关键的物理参数。
2009-02-15 astro-ph.HE
Early-time VLA observations and broad-band afterglow analysis of the Fermi-LAT detected GRB 130907A
我们提出了高能伽马射线暴(GRB)130907 A的多波长观测,这是斯威夫特发现的一个爆发,早期射电观测始于$γ$射线触发后的$\approx 4$小时。GRB 130907 A也被费米/LAT仪器探测到,并在后期显示出强烈的X射线光谱演化。我们专注于早期的无线电观测,特别是在$>10 $ GHz,试图识别反向冲击签名。虽然我们对GRB 130907 A的无线电跟踪是卡尔G。Jansky甚大阵(VLA),我们没有看到一个明确的签名,反向冲击。虽然一个包含反向冲击和正向冲击的模型可以正确地描述观测结果,但数据的约束力不足以决定反向冲击分量的存在。我们使用一个简单的前向冲击同步加速器的情况下过渡到一个恒定密度的星际介质(ISM),以占观察到的功能,宽带数据建模。在这个模型的范围内,我们还得到了基本的物理参数的火球,这是在典型的范围内,除了风密度参数($A_*$),这是高于那些风ISM过渡的爆发,但典型的一般人口的爆发。我们注意到余辉的早期射电观测(以及采样良好的光变曲线)的重要性,以明确地确定反向冲击的潜在贡献。
2015-07-21 astro-ph.HE
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
An external-shock model for GRB afterglow 130427A
伽玛暴余辉130427 A的复杂的多波长发射(在无线电中监测到10天,在光学和X射线中监测到50天,在GeV能量下监测到1天)可以用一个混合反向-正向冲击同步加速器模型来解释,逆康普顿只出现在几个GeV以上。早期的光学后期的无线电通量的高比率要求的环境介质是风和前向冲击同步加速器光谱峰值在光学约10千秒。后者有两个结果:风必须是非常稀薄的,10 k s之前的光辐射必须来自反向激波,正如猛禽在瞬发发射阶段(<100 s)监测到的明亮的闪光所表明的那样。VLA射电辐射来自反向激波,Swift X射线辐射主要来自正向激波,但两种激波对费米GeV辐射的贡献相当。弱风意味着大的爆炸波半径(8 t_{day} ^{1/2} pc),这需要非常稀薄的星周介质,这表明GRB 130427 A的大质量恒星祖先存在于超级气泡中。
2013-11-22 astro-ph.HE
Late X-ray flares from the interaction of a reverse shock with a stratified ejecta in GRB afterglows: simulations on a moving mesh
为了解释在伽马射线暴的早期X射线余辉中观察到的耀斑,人们经常援引中心引擎的晚期活动,耀斑的形式要么是活跃的中子星残余物,要么是(回落)吸积到黑洞上。然而,这些情况并不总是合理的,特别是当耀斑延迟到爆发后很晚的时候。最近,有人提出了一种新的设想,认为X射线耀斑可能是长期反向激波穿过分层喷出物的结果,其优点是不需要后期发动机活动。在这项工作中,我们用数值方法证明这种情况是物理上合理的,通过使用我们的新的移动网格相对论流体动力学代码进行一维模拟喷出物的动力学和排放。与以前的工作相比,提高了效率和精度,从而能够探索更广泛的设置。我们可以引入一个更符合物理实际的环暴流中等质量密度的描述。我们还可以在计算这些设置的宽带发射时局部跟踪电子的冷却。我们表明,同步加速器冷却时间尺度可以占主导地位的耀斑衰减时间,如果分层的喷出物被约束到一个局部的角区域内的射流,与大小对应的相对论因果连接角,它对应于观测报告的值。我们证明,这种情况下,可以产生一个大范围的观测耀斑时间,表明耀斑和初始喷射动力学之间的连接,而不是与后期残留活动。
2020-05-20 astro-ph.HE
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
Forward and Reverse Shock Emission from Relativistic Jets with Arbitrary Angular and Stratified Radial Profiles
本文扩展了数值代码 jetsimpy,使其能模拟具有任意角向和分层径向剖面的相对论性喷流余辉,揭示了能量守恒方案下反向激波辐射与解析模型的显著差异,并验证了其在千新星余辉和 GRB 990123 光学闪拟合中的应用。
2025-07-21 astro-ph.HE
Multi-physics framework for fast modeling of gamma-ray burst afterglows
本文提出开源模块化C++代码PyBlastAfterglow,结合薄壳近似与激波微物理模型,实现伽马射线暴余辉光变曲线与天图的快速建模,支持复杂余辉场景的参数网格研究。
2024-09-25 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
Early steep optical decay linked to reverse shock for GRB200131A
本文通过GRB 200131A触发后63秒的早期光学观测,发现其陡峭衰减可用薄壳层在恒定密度星际介质中膨胀的反向激波模型解释,并推断其红移约为0.9。
2025-01-03 astro-ph.HE
Multiwavelength afterglow light curves from magnetized GRB flows
我们使用高分辨率的相对论MHD模拟加上辐射转移代码计算多波长余辉光曲线的磁化喷出物的伽马射线暴与均匀的环暴介质相互作用。我们的研究的目的是确定如何磁化的喷出物在大距离的中央发动机影响余辉发射,并评估是否可以可靠地使用观察来推断的磁场的强度。我们发现,对于典型的参数的喷出物,从反向冲击峰值的流动的磁化$σ_0 \sim 0.01 - 0.1$的发射,它是大大抑制较高的$σ_0$。前向激波的辐射在爆炸结束后不久出现消色差的间断,标志着爆炸波自相似演化的开始。用我们的数值模型拟合GRB 990123和090102的早期余辉,我们推断了这两个爆发的$σ_0 \sim 0.01$和$σ_0 \sim 0.1$各自的磁化强度。我们认为,如果是$σ_0 \simmore 0.1$,则可以理解大多数爆发中缺乏观察到的反向冲击发射,因为我们发现$σ_0 \sim 1$的反向冲击亮度显着降低。对于含有$σ_0 \simmore 0.1$的喷出物,我们的模型预测,如果磁能可以耗散(例如,由于电阻效应)并辐射出去,则至少在约10倍爆发持续时间的间隔期间,磁场中剩余有足够的能量来产生大量发射。
2010-04-15 astro-ph.HE
The prompt-early afterglow connection in GRBs
我们研究了观测到的早期余辉平台的持续时间和亮度与各向同性的伽玛射线能量释放在提示阶段之间的相关性。我们讨论这些相关性的背景下,两个方案的起源高原。在第一个余辉是由前向激波和高原的微物理参数的变化的结果,而在第二个早期余辉是由一个长寿命的反向激波传播的低洛伦兹因子尾部的喷出物。
2013-09-25 astro-ph.HE
Was the "naked burst" GRB 050421 really naked ?
一些长的伽马射线暴,如GRB 050421,在通常的初始陡峭衰变阶段之后没有余辉发射。有人认为,这些事件对应于在非常低密度的环境中发生的“裸”爆发。我们重新考虑这种可能性的背景下,各种方案的起源余辉。在标准模型中,余辉的结果,以及在替代模型中,余辉来自反向冲击,我们的目标是获得约束的密度的环境,微物理参数,或洛伦兹因子的喷出物,这是由没有检测到的余辉。对于这两个模型,我们计算了不同的外部密度值(均匀或风介质)和各种突发参数的余辉演化。然后,我们将我们的结果与GRB 050421的Swift数据进行比较,GRB 050421是没有余辉的长爆发的最佳例子。在标准模型中,我们表明,与数据的一致性要求外密度不超过1 E-5 cm-3,或者微物理参数非常小,且ε_e <~ 1 E-2和ε_B <~ 1 E-4。如果余辉是由反向激波引起的,我们发现,如果中心源主要发射快速运动的物质(在伽马<100时,其动能小于10 - 30%,并且位于致密环境中),则其贡献可以大大减少。因此,这两种考虑的情况下,导致相反的约束环爆介质。高密度的环境,有利的反向冲击模型,更好地对应于预期的,如果爆发的祖先是一个大质量的恒星。
2011-09-22 astro-ph.HE
Afterglow polarizations in a stratified medium with effect of the equal arrival time surface
本研究模拟分层介质中GRB多波段余辉偏振,纳入EATS效应,揭示离轴观测时偏振峰延后,并由早期$f_{32}$与晚期$\gamma$共同控制。
2023-05-17 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
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
The prompt-early afterglow connection in gamma-ray bursts: implications for the early afterglow physics
斯威夫特发现的伽马射线暴的早期X射线余辉带来了许多惊喜。我们在本文中集中在高原阶段,其起源仍然高度争论。我们面对几个新发现的提示和余辉量(各向同性的发射能量在伽马射线,亮度和高原的持续时间)之间的相关性,以检查他们是否可以解释这些观察到的相关性提出了几个模型的起源高原。我们首先证明了能量注入前向激波形成平台的情况导致瞬发相的效率危机,因此研究了两种可能的替代方案:第一种方案仍然发生在标准前向激波模型的框架内,但允许改变微物理参数以降低早期的辐射效率;在第二种情况下,早期的余辉是由长期存在的反向地震造成的。它的形状取决于能量的分布,能量的分布是喷出物中洛伦兹因子的函数。在这两种情况下,我们首先提出了简单的分析估计的平台光度和持续时间,然后计算详细的光变曲线。在两个考虑的情况下,我们发现,高原以下所观察到的相关性,可以得到的条件下,包括特定的附加成分。在前向激波的情况下,优选的模型假设风的外部介质和微物理参数ε_e,其首先随n^{-ν}(n是外部密度)变化,其中ν~1得到平坦的平台,然后在临界密度n_0以下保持恒定。为了在反向激波情况下产生一个平台,喷出物必须包含一个低洛伦兹因子的尾部,其能量沉积峰值在Γ>~ 10处。
2014-01-03 astro-ph.HE
Imprints of Electron-positron Winds on the Multi-wavelength Afterglows of Gamma-ray Bursts
某些伽马射线暴(GRB)余辉中的光学再增亮现象在简单外激波模型的框架内是不可预料的。虽然有人认为某些伽玛暴的中心引擎是新诞生的磁星,但我们的目标是将磁星的行为与光学再增亮联系起来。新诞生的磁星将以坡印廷通量的形式失去其旋转能量,这些能量可能通过一些磁耗散过程转化为电子-正电子对的风。正如Dai(2004)所提出的,这股风将追上伽玛暴的外流,并形成一个持续时间较长的反向冲击。通过将这种情况应用于GRB余辉,我们发现反向冲击传播回电子-正电子风可以导致可观察到的光学再增亮和同时的X射线平台(或X射线浅衰变)。在我们的研究中,我们选择了四个伽玛暴,即,GRB 080413 B、GRB 090426、GRB 091029和GRB 100814 A,其中的光学余辉被很好地观察到,并显示出清晰的再增亮。我们发现它们可以很好地解释。在我们的方案中,磁星的自旋下降时间尺度应该略小于重新增亮的峰值时间,这可以为磁星的特征提供线索。
2016-05-04 astro-ph.HE
Synchrotron Self-inverse Compton Radiation From Reverse-shock on GRB120326A
本文介绍了在$z=1.798$上对一个典型的长持续时间GRB 120326 A的多波长观测,包括亚毫米波阵列(SMA)的快速观测,以及X射线和光学的综合监测。SMA观测提供了迄今为止在230 GHz的7个亚毫米余辉中最快的探测。使用Swift和Suzaku进行的快速光谱分析得出了$E^{\rm src}_{\rm peak}=107.8^{+15.3}_{-15.3}$ keV的光谱峰值能量和$E_{\rm iso}$的等效各向同性能量为$3.18^{+0.40}_{-0.32}\times 10^{52}$ erg。在光学上的时间演化和光谱特性与标准的前向激波-喷流准直同步加速器($6^{\circ}.69\pm0^{\circ}.16$)一致。使用二维相对论流体动力学喷流模拟的前向冲击波建模还确定了合理的爆发爆炸和光学余辉的同步辐射参数。X射线光变曲线显示没有明显的射流破裂,X射线和光学之间的时间衰减指数关系($α{\rm o}-α_{X}=-1.45\pm0.10$)表明X射线和光学中不同的辐射过程。从反向激波引入同步加速器自逆康普顿辐射是一种可能的解决方案,并且在亚毫米级的余辉的检测和缓慢衰减支持这是一个合理的想法。所观察到的时间演化和光谱特性以及前向激波模型参数,使确定合理的函数来描述余辉特性。由于一半的事件在X射线和光学方面与当前事件具有相似的特性,GRB 120326…
2014-05-16 astro-ph.HE
Probing the Bright Radio Flare and Afterglow of GRB 130427A with the Arcminute Microkelvin Imager
我们提出了一个最好的采样早期光变曲线的伽马射线暴(GRB)在无线电波长。利用Arcminute Mircrokelvin成像仪(AMI),我们在爆发后0.36 ~ 59.32天观测到中心频率为15.7GHz的GRB 130427 A。这些结果产生了最早的伽玛射线暴的无线电探测之一,并表明在伽玛射线触发后不到一天,通量明显上升,随后迅速下降。这种早期的射电辐射可能起源于GRB反向激波,因此我们的AMI光变曲线揭示了在射电域中首次确认的反向激波峰值的检测。在稍后的时间(大约爆发后3.2天),下降率下降,表明前向冲击分量已经开始主导光变曲线。AMI光变曲线与Perley等人进行的模型比较表明,早期15.7 GHz峰值最可能的解释是由自吸收翻转频率引起的,而不是峰值频率,反向冲击移动通过观察波段。
2014-03-10 astro-ph.HE
The supercritical pile gamma-ray burst model: The GRB afterglow steep-decline-and-plateau phase
我们提出了一个过程,占陡峭的下降和平台阶段的Swift-XRT光变曲线,烦恼功能的伽玛射线暴现象。这个过程是“超临界堆”GRB模型的一个组成部分,该模型是几年前提出的,用于解释GRB动能转化为辐射的过程,其谱峰位于$E_{\rm pk} \sim m_ec^2$。我们计算的相对论性爆炸波(RBW)的洛伦兹因子$Γ$的演变表明,辐射-反作用力,由于伽玛射线暴的排放可以产生一个突然的,小($\sim 25%$)减少$Γ$在半径小于(取决于条件)比减速半径$R_D$。由于这种减少,“超临界桩”的运动临界性标准不再满足。质子能量向电子的转移停止,伽玛暴突然进入余辉相,亮度比瞬发辐射的亮度小$\sim m_p/m_e$。如果发生这种减速的半径明显小于$R_D$,RBW内能继续以恒定(新)$Γ$驱动RBW膨胀,其X射线光度保持恒定,直到达到$R_D$,在该点它恢复其更常规的衰减,从而完成“意外”的XRT光变曲线阶段。如果这种转变发生在$R \simeq R_D$,则急剧下降之后是通量下降而不是“平台”,这与常规余辉下降一致。除了提供这些特点的帐户,该模型表明,余辉阶段可能实际上开始之前,RBW达到$R \simeq R_D$,从而引入新的见解伽玛暴现象。
2013-09-03 astro-ph.HE
The physical origin of optical flares following GRB 110205A and the nature of the outflow
GRB 110205A的光辐射由两个耀斑区分。在这项工作中,我们研究了两种可能的情况下的光学余辉发射。在第一种情况下,第一个光学耀斑是主外流的反向激波发射,第二个是由中央发动机的长期活动提供动力。然而,我们发现,除非伽玛暴效率很高($\sim 0.95$),否则很难合理地解释后期($t>0.1$日)的余辉数据。在第二种情况下,第一个光学耀斑是低能瞬发辐射,第二个是初始外流的反向激波。在这种情况下,我们可以解释晚余辉发射自洽。反激波区可能是弱磁化的,第二次光学耀斑的衰减可能是由高纬发射主导的,这可能是伴随着快速衰减的强偏振演化,如Fan等人在2008年提出的。RINGO 2型旋光仪的时间分辨旋光将直接检验我们的预测。
2011-07-22 astro-ph.HE
GRB 110731A: Early afterglow in stellar wind powered by a magnetized outflow
GRB 110731 A是观测到的能量最高的伽马射线暴之一,能量范围从光学到GeV。先前对瞬发相的分析揭示了与费米观察到的大面积望远镜(LAT)爆发的相似之处:i)高能发射($> 100$ MeV)的延迟开始,ii)稍后时间的短暂明亮峰值和iii)从这个阶段持续数百秒的时间延长组件。除了瞬发阶段,在不同时期的多波长观测表明,光谱能量分布更好地拟合风余辉模型。我们提出了一个轻子模型的基础上早期的余辉,在恒星风的祖先。我们应用这个模型来解释的时间延长LAT发射和最明亮的LAT峰所表现出的即时相的GRB 110731 A。此外,使用相同的一组参数,我们描述了多波长余辉观测。通过前向激波的同步辐射解释了时间上扩展的LAT、X射线和光通量的起源,并描述了引起反向激波的同步辐射自康普顿发射的最亮LAT峰。该模型中所需的体洛伦兹因子($Γ\simeq520$)位于大多数LAT探测到的伽马射线暴所需的数值范围内。我们表明,在反向冲击区的磁场强度是$\sim$ 50倍强于在前向冲击区。这一结果表明,对于GRB 110731 A,中央发动机可能夹带着强磁场。
2015-03-25 astro-ph.HE
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
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
Short GRB 160821B: a reverse shock, a refreshed shock, and a well-sampled kilonova
本文报道了对GRB 160821 B短持续伽马射线暴的光学余辉和宿主星系的识别。主体的光谱红移为$z=0.162$,使其成为斯威夫特发现的红移最低的sGRB之一。我们使用一系列地面设施以及HST,XMM和Swift进行了密集的后续活动,除了复杂的余辉外,还显示了后期光学和近红外发射过量的证据。X射线频率下的余辉光变曲线揭示了一个狭窄的喷流,$θ_j\sim1.9^{+0.10}_{-0.03}$度,它在爆发后$>1$天被一个比产生主伽玛射线暴的初始外流能量大得多的较慢的外流所刷新。对5 GHz射电余辉的观测显示,一个反向激波进入了一个轻度磁化的壳层。光学和近红外的过量比与GW 170817相关的AT 2017 gfo更微弱,并且可以很好地解释为动态喷出物质量为$M_{\rm dyn}=(1.0\pm0.6)\times10^{-3}$ M $_{\odot}$的千诺瓦和长期(合并后)喷出物质量为$M_{\rm pm}=(1.0\pm0.6)\times10^{-2}$ M $_\odot$,与双中子星合并导致的短寿命大质量中子星一致。这个光学和近红外数据集提供了迄今为止没有引力波触发的最佳采样的千诺瓦光曲线。
2019-08-05 astro-ph.HE
Gamma-ray burst afterglow plateau break time - luminosity correlations favour thick shell models over thin shell models
对于伽马射线暴(GRB)的余辉,观测量之间存在着许多相关性,将喷出物能量与瞬发和余辉能量释放联系起来,并将早期阶段的光学和X射线光度与这些阶段的结束时间联系起来。在这里,这些相关性进行比较,厚壳和薄壳模型的伽玛射线暴余辉。在厚壳模型中,爆炸波的时间演化仍受原始喷出物的影响,而在薄壳模型中,爆炸的大部分能量已转移到外部介质中。它示出在这里,所观察到的相关性排除基本薄壳模型,但不是基本厚壳模型。在厚壳的情况下,无论是正向冲击和反向冲击占主导地位的外流被证明是一致的相关性,使用随机生成的厚壳模型余辉的样本。
2014-09-16 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
Photometric and Spectroscopic Observations of GRB 210104A: Bright Reverse shock Emission and Dense Circumburst Environment
伽玛射线暴的早期余辉观测对于研究其喷流和周围介质的性质具有重要意义。本文报道了我们对GRB 210104 A的光度和光谱观测结果,并用多波长数据讨论了它的喷注性质。我们的光谱观测揭示了几个吸收特征和暂定红移0.46的确定。在伽玛暴触发后的$67\sim 165$秒内,在$R$带观测到一个明亮的光学耀斑,其峰值亮度为$R=13$等,峰值亮度为$112\pm 7$ ~s。在$t>650$ ~s处,$R$带余辉的通量以$α_{\rm O}={-0.91\pm 0.03}$的斜率衰减.早期的X射线余辉光变曲线是一个光滑的凸点,晚期的余辉光变曲线以$α_{\rm X}=-1.18\pm 0.01$的斜率衰减。我们对$(1.1-1.3)\times 10^{4}$ ~s期间光学X射线余辉的联合光谱拟合产生了光子指数$Γ_{\rm O,X}=-1.82\pm 0.04$。衍生的宿主星系灭绝是$A_{R}=0.87$。将早期的光学耀斑归因于反向激波(RS)辐射,晚期的光学X射线辐射归因于正向激波辐射,采用马尔可夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo)算法可以很好地拟合出$t<3\times 10^4$ ~s处的光学和X射线光变曲线。通过比较GRB 210104 A与其它已探测到明亮RS辐射的GRB的性质,我们发现它的喷流在密度介质($n_{0}\sim 417\;{\rm …
2022-12-15 astro-ph.HE
What can we learn from "internal plateaus"? The peculiar afterglow of GRB 070110
背景:伽玛暴瞬发的起源一直备受争议。建议的方案涉及以上或以下的超相对论外流光球耗散过程。目的:我们搜索的观测功能,将有利于一个场景的其他约束的耗散半径,外流磁化或通过指示存在的冲击。突发显示的特殊性可以强调一个特定的物理成分的作用,这在某些情况下变得更加明显。研究方法:我们研究了GRB 070110,它在早期的余辉中表现出几个显著的特征:一个非常平坦的平台,以一个非常陡峭的下降结束,紧接着是一个颠簸。我们模拟高原光球发射从一个长期持久的流出的中等洛伦兹因子($Γ\sim 20$)落后于超相对论($Γ> 100$)喷出物负责的提示发射。我们计算的能量耗散的正向和反向冲击,从这个喷出物的减速由外部介质。结果如下:假设流中发生了一些耗散,那么来自长期外流的光球发射可以解释高原特性(光度和光谱)。光球半径的几何时间尺度是如此之短,以至于在平台结束时观察到的下降可能对应于中央引擎的关闭。随后的碰撞是由反向激波中耗散的能量引起的,当速度较慢的物质在减速后赶上最初速度较快的物质时,反向激波就产生了。结论:我们的解释表明,瞬相是由于光球上方的耗散,而高原有一个光球的起源。如果隆起是由反向冲击产生的,则它意味着较慢材料的磁化强度的上限($σ\lesssim 0.1$)。
2017-05-10 astro-ph.HE
Magnetized Reverse Shock: Density-fluctuation-induced Field Distortion, Polarization Degree Reduction, and Application to GRBs
几个伽马射线暴(GRB)的早期光学余辉发射显示出高达百分之几十的高线偏振度(PD),表明在发射区存在有序的磁场。光变曲线与反向激波(RS)起源一致。然而,流出的磁化参数$σ$未知。如果$σ$太小,则由于各种扰动驱动的湍流,RS中的有序场可能被快速随机化,使得PD可能不像观察到的那么高。在这里,我们使用“雅典娜++”的相对论MHD代码来模拟一个相对论性喷流与一个有序的磁场传播到clusional周围介质,重点是如何密度波动可能扭曲的有序磁场和减少PD的RS发射不同的$σ$值。对于一个给定的密度波动,我们发现一个明确的幂律关系的相对PD减少和流出的$σ$值。这种关系可以应用于利用早期余辉的偏振数据估计伽玛暴外流的$σ$。
2017-07-21 astro-ph.HE
GRB 221009A Afterglow from a Shallow Angular Structured Jet
本文利用考虑正反向激波的动力学模型分析 GRB 221009A 多波段余辉,发现其喷流具有窄核和浅角结构,并膨胀进入恒星风中,同时表明仅少部分激波加热电子形成幂律能量分布。
2023-06-08 astro-ph.HE
The early afterglow and magnetized ejecta present in GRB 110731A
最具能量的伽马射线暴GRB 110731 A被费米天文台和斯威夫特天文台以及MOA和GROND光学望远镜从光学到GeV的能量范围观测到。不同时期(从触发时间到800 s以上)的多波长观测表明,风余辉模型能更好地拟合光谱能量分布。我们提出了一个轻子模型的基础上的早期余辉,在恒星风的演变来描述多波长光变曲线的观测。特别地,LAT发射的起源通过来自前向激波的同步辐射和来自反向激波的同步自康普顿发射的叠加来解释。在这个模型中所需的体洛伦兹因子是$Γ\simeq520$,结果表明,喷出物必须磁化。
2015-08-10 astro-ph.HE
Reverse Shock Emission in Gamma-ray Bursts Revisited
一个通用的同步加速器外激波模型是广泛使用的范例来解释宽带余辉数据的伽马射线暴(GRB),包括预测的可观察到的签名,从一个反向冲击已被证实的观测。反向冲击发射的性质的调查可以提供有价值的洞察伽玛射线暴喷出物的内在属性。在这里,我们简要地回顾了反向激波发射的标准模型和扩展模型,讨论了理论和观测之间的联系,包括最新观测进展的影响。
2015-07-07 astro-ph.HE
GRB 240205B: A Reverse Shock Detected in Rapid Response Radio Observations
University of New Mexico(新墨西哥大学);Texas Tech University(德克萨斯理工大学);Australia Telescope National Facility, CSIRO(澳大利亚望远镜国家设施,CSIRO);George Washington University(乔治华盛顿大学);Trottier Space Institute at McGill(麦吉尔大学特罗蒂尔空间研究所);McGill University(麦吉尔大学);International Centre for Radio Astronomy Research, Curtin University(国际射电天文研究中心,科廷大学);The University of Sydney(悉尼大学);CSIRO Space and Astronomy(CSIRO空间与天文学);ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)(ARC引力波发现卓越中心(OzGrav));David A. Dunlap Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学大卫·邓拉普天体物理学系)
本文通过ATCA和MeerKAT观测GRB 240205B,发现早期无线电余辉中存在反冲激波成分,揭示了快速响应观测在探测GRB无线电余辉中的重要性。
2026-03-19 astro-ph.HE
The early radio afterglow of short GRB 230217A
本研究报道短伽马射线暴GRB 230217A的早期射电余辉,通过ATCA和VLA在爆发后32分钟开始观测,获得迄今最早的射电探测,并利用亮温度论证对射电波段伽马射线暴施加了最高的最小洛伦兹因子约束,强调了快速射电后续观测的重要性。
2024-11-11 astro-ph.HE
Diverse Features of the Multi-wavelength Afterglows of Gamma-ray Bursts: Natural or Special?
伽马射线暴(GRB)余辉中光学再增亮和X射线平台的探测对一般的外激波模型提出了挑战。最近,我们发展了一种数值方法来计算由前向激波和反向激波组成的系统的动力学。在此,我们简要回顾了这种方法在余辉理论中的应用。通过将这些不同的特征与伽玛暴的中心引擎联系起来,我们发现陡峭的光学再增亮可能是由黑洞的后退吸积引起的,而浅的光学再增亮则是来自中心磁星的电子-正电子对风注入的结果。这些研究为探索伽玛暴中心发动机的特性提供了有用的途径。
2016-04-15 astro-ph.HE
SSC Emission as Explanation of The Gamma Ray Afterglow Observed in GRB 980923
GRB 980923是由爆发和瞬态源实验(BATSE)观测到的最明亮的爆发之一。以前的研究已经检测到两个不同的组件,除了主要的提示情节,这是很好地描述了乐队功能。其中第一个是持续时间为400秒的尾部,而第二个是持续时间为2秒的高能成分。在总结了观测结果后,我们提出了一个模型,并得出结论,尾巴可以被理解为早期的伽马射线余辉从正向冲击同步辐射,而高能量的组成部分描述的SSC从反向冲击发射。主要的假设是,一个厚壳的情况下,从高度磁化喷出物。计算得到的通量、破缺能、起始时间和谱指数与观测值一致。
2011-10-28 astro-ph.HE
Optical Flashes from Internal Pairs Formed in Gamma-Ray Burst Afterglows
我们开发了一个数值形式主义计算的能量分布的(内部)对形成在相对论性源从未散射MeV-TeV光子。对于GRB余辉,如果激发喷出物的相对论性逆激波是GeV光子的来源,则这种形式主义更合适。形成的电子对的数量由源GeV输出(从费米-LAT通量计算)、未知源洛伦兹因子和LAT光谱分量的未测量峰值能量设定。我们显示同步和逆康普顿光变曲线预期从对形成的冲击介质和确定一些标准,用于测试一对原产地的伽玛射线暴光学同行。在洛伦兹因子为几百的明亮LAT余辉中形成的对可以产生明亮的光学对应物(R < 10),持续时间长达100秒。由未散射种子光子形成的内部对的数量随着源洛伦兹因子的增加而非常强烈地减少,因此如果余辉洛伦兹因子超过几百,则明亮的GRB光学对应物不能由内部对产生。
2015-04-13 astro-ph.HE