Impact of Nuclear Reaction Rate Uncertainties on Type I X-ray Burst Nucleosynthesis: A Monte Carlo Study
Shenzhen University（深圳大学）；China Institute of Atomic Energy（中国原子能科学研究院）；Beijing Normal University（北京师范大学）
该研究通过蒙特卡洛模拟探讨了核反应率不确定性对I型X射线爆发核合成的影响，发现某些同位素的丰度分布可能呈现多峰结构，并提供了更可靠的反应率列表。
2026-03-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Heavy element nucleosynthesis associated with a gamma-ray burst
本文报告了伽马射线暴 GRB 230307A 后快速变红热暂现源的光谱观测，通过分析其从高温到低温的演化特征，推断出致密天体并合产生了重镧系元素，提供了第二例 r-process 元素合成的光谱证据及首例晚期观测证据。
2023-08-01 astro-ph.HE
A Hubble Space Telescope Search for r-Process Nucleosynthesis in Gamma-ray Burst Supernovae
本文利用哈勃空间望远镜及地面大口径望远镜观测4个低红移GRB-SN的晚期颜色，约束其r过程物质产量，并提出未来搜寻策略。
2024-04-09 astro-ph.HE
Nucleosynthesis in Type Ia Supernovae, Classical Novae, and Type I X-Ray Bursts. A Primer on Stellar Explosions
Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya（加泰罗尼亚空间研究所）
本文综述了Ia型超新星、经典新星和I型X射线暴的核合成过程，结合多学科方法探讨恒星爆炸中的元素生成机制。
2026-01-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Comparing Early Evolution of Flames in X-ray Bursts in Two and Three Dimensions
本文在X射线暴背景下，研究三维中子星表面火焰点火与蔓延的早期演化，通过对比二维轴对称模拟评估三维处理的重要性，并讨论了全星分辨火焰模拟的进展。
2023-06-20 astro-ph.HE
Gamma-Ray Bursts Black hole accretion disks as a site for the vp-process
我们研究了伽马射线暴吸积盘中风状流出物中的富质子核合成，目的是确定这种流出物是否是vp过程的一个场所。这种vp过程的效率取决于热力学和流体动力学因素。我们讨论了物质熵、流出率、盘的初始喷射点和吸积率的重要性。在某些情况下，vp过程将核合成推到A~100，并产生轻的p核。然而，即使这些核没有产生，中微子诱导的相互作用可以显着改变丰度模式，不能被忽视。
2010-01-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Understanding the Engines and Progenitors of Gamma-Ray Bursts
我们对伽马射线暴的发动机和祖先的理解随着时代的发展而扩展，因为更广泛的诊断方法使我们能够测试我们对这些物体的理解。在这里，我们回顾了我们理解的增长历史，重点是3个领先的引擎和9个潜在的祖先。第一次引力波探测到短爆发是一系列突破性观测中的最新成果，我们研究了对这些发动机及其前身进行多诊断、多信使观测的重要性。我们的理解的基础上，详细研究附近的爆发，可以适用于预测的趋势，我们开始观察高红移爆发，我们讨论这些趋势。
2019-04-22 astro-ph.HE
Non-detection of fast radio bursts from six gamma-ray burst remnants with possible magnetar engines
重复快速射电暴（FRB）源FRB 121102的宿主星系与长伽马射线暴（GRB）和超亮超新星（SLSNe）的宿主星系的类比导致了这样的建议，即在GRB和SLSNe中诞生的年轻磁星可能是重复FRB的中心引擎。我们测试这样一个假设，通过执行专门的观测的六个伽玛暴的残余物的证据有一个磁星中央引擎使用阿雷西博望远镜和罗伯特C。伯德格林班克望远镜（GBT）对这些源总共进行了$\sim 20$小时的观测，没有从这些残余物中检测到任何FRB。假设所有这些GRB都留下了一个长寿的磁星，并且FRB 121102的爆发率对于磁星FRB引擎是典型的，我们估计了$8.9\times10^{-6}$的未检测概率。即使这些未检测到不能排除年轻的磁星模型的FRB，我们把这些GRB目标的FRB的爆发率和光度函数的限制。
2019-08-27 astro-ph.HE
Nucleosynthesis of 56Ni in wind-driven Supernova Explosions and Constraints on the Central Engine of Gamma-Ray Bursts
理论上预期的性质的超新星驱动的风/喷流进行了讨论。近似的解析公式推导出明确的基本物理过程中所涉及的风/射流驱动爆炸，它表明，爆炸性能的特征在于能量注入率（Edot_iso）和质量注入率（Mdot_iso）。为了解释与伽马射线暴（GRB）980425相关的SN 1998 bw观测结果，需要满足以下条件：Edot_iso Mdot_iso>~10 ^{51} erg M_sun s ^{-2}和Edot_iso>~2 x 10 ^{52} erg s ^{-1}（如果风洛伦兹因子Gamma_w~1）或Edot_iso>~7 x 10 ^{52} erg s ^{-1}（如果Gamma_w>> 1）。在SN 1998bw中，~（56）Ni（~0.4M_sun）可能产生于受冲击的恒星地幔，而不是风。SNe的预期性质，例如，喷出的56Ni质量和喷出物质量根据Edot_iso和Mdot_iso而变化。SN性质从高Edot_iso和Mdot_iso到低Edot_iso和Mdot_iso的顺序如下：SN 1998bw--中等情况--低质量喷出物（<~1M_sun $），其中56Ni来自风--整体塌陷。这种多样性可以解释与伽玛暴相关的超新星的多样性。我们的结果可以用来约束风/喷流的性质，这是联系在一起的中央引擎的伽玛暴，通过研究相关的超新星的属性。
2009-01-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Central Engine-Powered Bright X-ray Flares in Short Gamma-Ray Bursts: A Hint of Black Hole-Neutron Star Merger?
短伽马射线暴可能起源于双中子星（NS）或黑洞（BH）与NS的合并。我们认为，明亮的X射线耀斑与中央发动机的反应性可能暗示BH-NS合并，因为这样的合并可以提供更多的回落材料，因此更大的吸积盘比NS-NS合并。利用Swift/X射线望远镜对49个短爆发进行跟踪观测，发现其中3个短爆发具有明亮的X射线耀斑，其中2个短爆发的3个耀斑可能与中心发动机反应性有关。我们认为，这两个爆发可能起源于BH-NS合并，而不是NS-NS合并。我们提出的中央发动机驱动的明亮X射线耀斑和BH-NS合并事件之间的联系可以通过未来先进的LIGO和Virgo的引力波探测来检查。
2018-03-27 astro-ph.HE
Fast optical variability of Naked-Eye Burst - manifestation of periodic activity of internal engine
我们对裸眼暴GRB 080319 B在伽马射线活动之前、期间和之后的位置进行了亚秒级时间分辨率的成像，并发现了其即时光发射的快速变化。它的特征和与伽马发射时间结构的相似性表明，它反映了内部引擎的行为-据推测，一个超吸积太阳质量的黑洞形成于一个巨大的恒星核心的崩溃。
2009-05-27 astro-ph.HE
Central Engine Memory of Gamma-Ray Bursts and Soft Gamma-Ray Repeaters
伽马射线暴（GRB）是由相对论性喷流产生的$γ$射线暴，这些喷流是由大质量恒星核心坍缩或致密双星合并等灾难性事件引发的。以前的研究表明，伽玛射线暴的排放是不稳定的，在中央引擎中没有明显的记忆。在这里，我们报告一个发现，类似的光变曲线模式存在于个别爆发，至少有一些伽玛暴。应用动态时间弯曲（DTW）的方法，我们表明，一个单一的爆发脉冲之间的光变曲线图案或伽玛暴的光变曲线之间的相似性和它的X射线耀斑可以识别。这表明，至少有一些伽玛暴的中央引擎携带着其活动的“记忆”。我们还表明，同样的技术可以识别记忆一样的发射事件中的耀斑发射软伽马射线中继器（SGR），这被认为是银河系，高度磁化的中子星命名为磁星。这种现象挑战了标准的黑洞中央引擎模型的伽玛暴，并提出了一个共同的物理机制背后的伽玛暴和SGR，这指向一个磁星中央引擎的伽玛暴。
2016-03-04 astro-ph.HE
Models for Gamma-Ray Burst Progenitors and Central Engines
大多数伽马射线暴是在大质量恒星死亡时产生的。在这里，环境条件下，恒星的演化路径，和爆炸物理可能产生的爆发进行了审查。两个主要的模型--巨磁星和毫秒磁星--都不能被排除在外，它们都可能在不同质量、金属丰度和自转速率的祖星中运行。潜在的诊断进行了讨论和突出的不确定性。这两种模型都能够产生各种各样的瞬变，其性质随恒星性质和视角而变化。其中一些审查，包括很长（天）低光度爆发的可能性，到目前为止未被发现，短硬爆发从大规模恒星的祖先，并从非常大规模的第III族恒星爆发。
2011-05-20 astro-ph.HE
Black hole central engine for ultra-long gamma-ray burst 111209A and its associated supernova 2011kl
最近，首次报道了超长伽马射线暴（GRB）与超新星之间的关联，即，GRB 111209A/SN 2011kl，这使我们能够研究超长GRB的中心引擎甚至祖星的物理学。本文对GRB 111209A/SN 2011kl的宽带数据进行了检验。晚期X射线光曲线呈现出类似GRB 121027 A的回落凸起，表明存在黑洞中央引擎。因此，我们提出了一个具有回退吸积的GRB 111209A/SN 2011kl的Eksar模型。所需的模型参数，如祖星的总质量和半径，表明GRB 111209 A的祖星更可能是沃尔夫-拉叶星而不是蓝超巨星，而这次超长爆发的中心引擎是一个黑洞。我们的研究结果的影响进行了讨论。
2016-05-16 astro-ph.HE
Unveiling the Engines of Fast Radio Bursts, Super-Luminous Supernovae, and Gamma-Ray Bursts
年轻、快速旋转的磁星被称为各种瞬态天体物理现象背后的中心引擎，包括伽马射线暴（GRB）、超亮超新星（SLSNe）、快速射电暴（FRB）和双星中子星（NS）合并。然而，直接确认磁星假说的一个障碍是，由于周围密集的喷出物，在早期直接观察中央发动机的非热发射（当它最强大时，因此可以检测到）是一个挑战。我们提出的云计算的温度和电离结构的随时间变化的膨胀超新星或合并喷出物由于光电离的磁星发动机，为了研究逃逸的X射线（中性气体吸收）和无线电波（电离气体吸收），以及评估由于光电离的本地色散措施的演变。我们发现，如果发动机的电离光度迅速衰减，电离爆发不会发生，并且X射线通常只在$\sim 100 \, {\rm yr}$时间尺度上逃离SLSNe的富氧喷出物，与当前的X射线未检测到一致。我们应用这些结果来约束发动机驱动的模型的二进制NS合并GW 170817和发光瞬态ASASSN-15 lh。在无线电透明度和色散测量约束方面，重复FRB 121102与源自年轻的$\gtrsim 30-100 \, {\rm yr}$磁星一致，类似于推断为SLSNe提供动力的磁星。我们进一步表明，它的高旋转措施可以产生在同一个星云，建议电源的静态无线电源观察到位于FRB 121102。我们的结果强化了之前的工作，表明至少有一些FRB可能是由年轻磁星产生的，并激发了对发动机动力瞬变的进一步研究。
2018-06-14 astro-ph.HE
A review of long lasting activities of the central engine of gamma-ray bursts
本文综述了伽马射线暴中心引擎的两种长时标活动——超长暴和余辉平台阶段，结合标准火球模型讨论其起源，并展望未来探测任务。
2025-01-03 astro-ph.HE
Magnetic Field Strength Effects on Nucleosynthesis from Neutron Star Merger Outflows
本研究通过广义相对论磁流体动力学结合蒙特卡洛中微子输运模拟三个不同初始磁场的并合后黑洞吸积盘，发现磁场强度提升会增加抛射质量，显著影响喷流几何，且锕系元素产率对磁场高度敏感，或可解释贫金属富r-过程恒星的锕系丰度差异。
2023-11-10 astro-ph.HE
Characterizing the time variability in magnetized neutrino--cooled accretion disks: signatures of the gamma-ray burst central engine
伽马射线暴的中心引擎是隐藏的，无法用光子直接探测，这主要是因为涉及的密度很高。因此，从它们的宇宙学背景、能量学、低能对应物和可变性来推断它们的性质。如果伽玛暴是由超临界吸积到紧凑的对象，在小的空间尺度上的流量将表现出波动，这可以在原则上反映在中央发动机的功率输出，并最终在高能量的即时排放。在这里，我们解决这个问题的特点，中微子冷却吸积流的变化，通过局部剪切箱模拟磁场，然后卷积它们在全球范围内的大尺度动力学模拟的吸积盘。由此产生的签名是特征的，并且对冷却机制的细节敏感，原则上提供了GRB中心发动机特性的判别式。
2010-11-24 astro-ph.HE
A flaring radio counterpart to a fast radio burst reveals a newborn magnetized engine
本研究报道了与快速射电暴相关的新生磁化引擎的耀发对应体，通过观测其光谱和能量特征，揭示了高度磁化引擎的诞生，并暗示其他活跃FRB的PRS可能处于演化后期。
2025-01-24 astro-ph.HE
Unusual Central Engine Activity in the Double Burst GRB 110709B
GRB 110709 B的双爆发分别在2011年7月9日21：32：39 UT和21：43：45 UT触发了雨燕/BAT两次。这是我们第一次观察到有两个BAT触发器的GRB。在本文中，我们提出了同时Swift和Konus-WIND观测这个不寻常的伽玛暴及其余辉。如果这两个事件起源于同一个物理祖先，它们不同的时间依赖性光谱演化表明它们必须属于不同的中央引擎，这可能是一个磁星-BH吸积系统。
2012-01-16 astro-ph.HE
Relation between the intrinsic and observed central engine activity time: implications for ultra-long GRBs
伽玛射线暴中央发动机固有活动时间$T_{\rm ce}$通常通过$γ$射线持续时间$T_{90}$或通过广义爆发持续时间$t_{\rm burst}$来描述，广义爆发持续时间包括$γ$射线发射和（当存在时）扩展的闪烁X射线平台。在这里，我们定义了一个更具体的操作描述$T_{\rm ce}$，并在内部-外部冲击模型的框架内，我们开发了一个数值代码来研究$T_{90}$和$T_{\rm ce}$之间的关系，以及之间的$t_{\rm burst}$和$T_{\rm ce}$，对于不同的初始条件。我们发现，当$T_{\rm ce}\lesssim 10^4$ s，后期的内部碰撞或刷新的外部碰撞的结果的值的$T_{\rm 90}$和$t_{\rm burst}$大于$T_{\rm ce}$，通常由$2-3$的因素。对于$T_{\rm ce}\gtrsim 10^4$ s，$t_{\rm burst}$始终是$T_{\rm ce}$的良好估计值，而当后期中央引擎活动中等时，$T_{90}$可能低估$T_{\rm ce}$。我们发现一个明确的双峰分布$T_{\rm ce}$，根据我们的模拟以及观测数据$T_{90}$和$t_{\rm burst}$。我们认为，$t_{\rm burst}$是一个可靠的措施，定义“超长”伽玛暴。具有$10^3$级的$T_{90}$的爆发不一定属于一个特殊的种群，而…
2015-02-19 astro-ph.HE
Magnetar as Central Engine of Gamma-Ray Bursts: Central Engine-Jet Connection, Wind-Jet Energy Partition, and Origin of Some Ultra-Long Bursts
伽玛射线暴（GRB）的中心引擎和喷流产生机制仍然是悬而未决的问题。假设{ \em Swift}伽玛暴的正则X射线余辉光变曲线的浅衰减段是由新诞生磁星的磁偶极辐射引起的，我们导出了磁星的参数，并探讨了它们与喷流和磁偶极风辐射的可能关系。结果表明，磁星初始自旋周期（$P_0$）与喷流能量（$E_{\rm jet}$）密切相关，喷流能量与风能量（$E_{\rm wind}$）几乎成正比。我们的最小二乘拟合产生$P_0\propto E^{-0.36\pm 0.03}_{\rm jet}$和$E_{\rm wind}\propto E^{0.91\pm 0.07}_{\rm jet}$。这些关系可能意味着具有更快旋转速度的磁星可以提供更高能量的GRB，并且喷流和风之间的能量分配可能是准普遍的。虽然$P_0-E_{\rm jet}$关系是由我们的样品中的几个亚高能GRB驱动的，但我们的蒙特卡罗模拟分析表明，来自仪器通量限制和明亮射流余辉污染的样品选择偏差不能使这种相关性。在这种喷气风的范例，我们建议，GRB 101225 A的超长GRB，其提示伽玛射线/X射线光变曲线的特点是一个持久的高原与急剧下降，可能是孤儿MD风排放是由于其射流轴的视线不对准。简要讨论了新生磁星的MD风辐射及其与引力波辐射的关系。
2019-04-10 astro-ph.HE
Episodic Jets as the Central Engine of Gamma-Ray Bursts
大多数伽马射线暴（GRB）具有不稳定的光变曲线，这就要求GRB的中心引擎发射一个偶发的外流。最近的费米观测表明，一些伽玛暴缺乏重子火球模型预测的热光球成分，这表明伽玛暴的磁起源。鉴于在其他天体物理黑洞系统中观测到了强的幕式喷流和连续喷流，本文提出了伽玛暴中心引擎的一个本征幕式磁主导喷流模型。积累和喷发的自由磁能的差异旋转，湍流吸积流的超吸积黑洞周围的日冕导致喷射的情节，磁为主的等离子体斑点。这些团块被磁加速，在大半径处相互碰撞，触发快速的磁重联和湍流，有效的粒子加速和辐射，并为观测到的伽马射线暴的偶发性瞬发伽马射线发射提供动力。
2012-07-26 astro-ph.HE
How Do Nuclear Isomers Influence the Gamma-Ray Bursts in Binary Neutron Star Mergers?
本文研究核同质异能素退激对双中子星并合GRB瞬时光谱的影响，提出基于太阳丰度的同质异能素筛选准则并结合交互网页与天体物理模拟，识别出锆、铅、钇三种关键同质异能素。
2024-08-03 astro-ph.HE
Hyperaccreting Black Hole as Gamma-Ray Burst Central Engine. II. Temporal evolution of central engine parameters during Prompt and Afterglow Phases
超吸积恒星质量黑洞被认为是伽马射线暴的候选中心引擎。\textit{Fermi}和\textit{Swift}对伽玛暴的丰富观测使得通过将模型预测与数据进行比较来约束中央发动机模型成为可能。本文致力于研究即时排放和余辉阶段的中央发动机参数的时间演变。我们考虑两个喷气发动机的机制，即，$ν\barν$零化过程和Blandford-Znajek（BZ）过程，得到了这两个模型的解析解。然后，我们调查的黑洞中心发动机参数，如喷流功率，无量纲熵$η$，和中心发动机参数$μ_0=η(1+σ_0)$（其中$σ_0$是发动机的初始磁化）在喷流的底部。黑洞可能因吸积作用而旋转上升，也可能因BZ过程而旋转下降，在伽玛射线暴光变曲线上留下印记。通常，BZ喷气式飞机更强大，可能负责后期的中央发动机活动。然而，一个最初不旋转的黑洞中心引擎可能首先通过中微子湮灭发射一个热“火球”，然后通过BZ过程发射一个坡印廷通量主导的喷流。由于黑洞的晚期吸积作用，在伽玛暴余辉中可以产生多重耀斑、巨大的隆起和平台。
2017-09-30 astro-ph.HE
Accretion and outflow from a magnetized, neutrino cooled torus around the gamma ray burst central engine
我们计算了一个以湍流环面形式吸积到恒星质量黑洞上的伽马射线暴中心引擎的结构和短期演化。我们的模型适用于短伽马射线暴事件，其中残留环面形成后，中子星黑洞或双中子星合并，并随后吸积。我们研究了二维的相对论模型，并集中讨论了黑洞和流参数以及中微子冷却的影响。我们比较所得到的结构和中微子发射我们以前的一维模拟的结果。我们发现，中微子冷却环面发射一个强大的质量外流，这有助于总中微子光度和质量损失的系统。中微子的光度可能会超过极地喷流的Blandford-Znajek光度，随后中微子-反中微子对的湮灭将为伽玛射线暴的发射提供额外的能量来源。
2013-08-22 astro-ph.HE
Three-dimensional simulations of long duration gamma-ray burst jets: time scales from variable engines
伽马射线暴的光变曲线具有显著的可变性，每一个都显示出独特的性质。这种变化的起源，至少对于一小部分长伽玛暴来说，可能是不稳定的中心引擎的结果。因此，重要的是要研究的效果，一个情节中央发动机上的喷流传播，并最终，对即时的排放内的Mesosar的情况。因此，在这项研究中，我们遵循的相互作用的脉冲外流与他们的祖先恒星流体动力学数值模拟在二维和三维。我们表明，非定常射流的传播是受影响的相互作用与祖材料以及后的爆发时间，特别是对于长的静止时间，相当于或大于一秒的射流。我们还表明，这种相互作用可以导致一个不对称的行为，其中脉冲持续时间和静止周期是系统不同的。在脉冲射流钻过祖先和星际介质之后，我们发现，平均而言，静止时期持续的时间比脉冲长（即使在具有对称的活动和静止发动机时间的模拟中）。这可以解释在长静止时间持续的伽马射线暴的光变曲线中检测到的不对称性。
2016-03-08 astro-ph.HE
Constraints from Gamma-ray Burst Phenomenology on the Hypothesis of Quark Star as the central engines of Gamma-ray Bursts
本文利用16年的特殊GRB样本估算夸克星壳层质量，并与MIT袋模型及NJL模型的理论预言比较，发现观测不支持夸克星中心引擎假说，允许混合星的NJL模型更符合观测。
2025-03-17 astro-ph.HE
On the Nucleosynthesis in Accretion-Induced Collapse of White Dwarfs
本研究通过一维中微子辐射流体动力学模拟和后处理核合成计算，发现白矮星吸积诱导坍缩（AIC）能大量合成第一中子俘获峰元素，且其事件率上限相对超新星约为10%。
2024-01-08 astro-ph.HE
Investigating the Temporal Evolution of Gamma-Ray Burst Central Engine Parameters Based on Numerical Simulations
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
本文通过数值模拟研究伽马射线暴中心引擎参数的时变特性，探讨中微子功率、Blandford-Znajke功率及初始磁化率的演化，为理解GRB光谱行为提供新视角。
2026-07-07 astro-ph.HE
Radio Afterglow Rebrightening: Evidence for Multiple Active Phases in Gamma-Ray Burst Central Engines
再亮现象是伽马射线暴（GRB）的X射线、光学和射电余辉中一个有趣的特征。在这里，我们提出了一个可能的能源供应的假设来解释rebrightenings的无线电余辉，其中的中央引擎与多个活跃的阶段可以提供至少两个GRB脉冲在一个典型的GRB持续时间。考虑到由中心发动机提供的双脉冲的情况，除了周围星际介质（ISM）的数密度之外，双脉冲具有单独的物理参数。它们各自独立的射电余辉被地面探测器积分形成再亮现象。在这项工作中，我们首先模拟不同的再亮光变曲线考虑不同的和独立的物理参数。使用这个假设，我们也给我们最好的适合在1.43，4.86和8.46 GHz的三个频率的伽玛暴970508的射电余辉。我们认为，中央发动机可能是持续活跃的时间尺度比一个典型的伽玛射线暴持续时间长，许多作者已经建议，它可能会提供足够的能量，导致持久的rebillingenings观察到的一些伽玛射线暴余辉。
2015-08-22 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
Prompt Optical Emission from Gamma-ray Bursts with Non-single Timescale Variability of Central Engine Activities
雨燕GRB 080319 B的完整的高分辨率光变曲线提供了一个机会，为详细的即时光发射的时间分析。采用初始洛伦兹因子的二分量分布，在内激波模型的框架下，模拟了中心发动机弹射出壳的动力学过程。将发射的辐射分解到不同的频率范围内，用于不同能带的光变曲线之间的时间相关性分析。由此产生的即时光学和伽马射线发射显示出类似的时间剖面，作为一个缓慢的变化性组件和快速的变化性组件的叠加，除了伽马射线光变曲线是比它的光学对应更可变。在模拟的光变曲线和强相关的光学和伽马射线发射之间的时间滞后的变化特征与GRB 080319 B的观测结果吻合得很好。我们的模拟表明，光变曲线的变化源于从伽马射线暴的中央引擎注入的壳层的时间结构。未来对伽玛暴瞬发光辐射的高时间分辨率观测，通过UFFO-Pathfinder和SVOM-GWAC的研究，提供了一个有用的工具来研究中央发动机的活动。
2013-11-25 astro-ph.HE
Accretion and outflow from a magnetized, neutrino cooled torus in the gamma ray burst central engine
伽马射线暴（GRB）是一种能量极高的瞬变事件，从宇宙中最遥远的地方都能看到。它们很可能是由超爱丁顿速率的吸积提供动力的，这种吸积作用会进入一个新诞生的恒星质量的黑洞。这个中央引擎产生了最强大的，高洛伦兹因子的喷流，负责高能伽马射线的发射。利用广义相对论中的二维磁流体力学模拟，研究了伽玛暴中央发动机中吸积流的演化。我们计算了极热、极密的环面吸积到快速旋转的黑洞上的结构和演化，黑洞发射磁化喷流。我们计算的化学结构的磁盘和帐户中微子冷却。我们的初步运行适用于短GRB的情况下（残留环面增生后，NS NS或NS BH合并）。我们对选定的盘和中心BH质量估计了这样一个事件的中微子光度
2011-11-23 astro-ph.HE
Collisions of neutron stars with primordial black holes as fast radio bursts engines
如果质量为$10^{25}\,\mbox{g}\gtrsim m \gtrsim 10^{17}\,\mbox{g}$的原始黑洞构成了银河系暗物质晕中不可忽略的一部分，那么它们的存在应该会产生可观测的后果：它们必然会与银河系的中子星相撞，在中子星的中心筑巢，并吸积致密的物质，最终将它们转化为中子星质量的黑洞，同时释放中子星磁场能量。这种过程可以解释快速射电暴现象，特别是它们的毫秒持续时间，大光度${\sim}10^{43}$ erg/s，高发生率$\gtrsim 1000/\mbox{day}$，以及高亮度温度，偏振发射和法拉第旋转。比光的原始黑洞的类邦迪吸积的动力学时标更长的时间允许重复的快速射电暴。这种解释自然地从（假设）暗物质原始黑洞的存在出发，不需要额外的不寻常现象，特别是不需要中子星的不可接受的大磁场。在我们的模型中，观测到的整个宇宙中快速射电暴的速率是根据目前已知的银河系中中子星的数量得出的。
2018-10-03 astro-ph.HE
Clumpy jets from black hole-massive star binaries as engines of Fast Radio Bursts
提出了一个基于恒星质量黑洞-大质量双星的快速射电暴模型。我们认为，星周物质的不均匀性或/和随时间变化的恒星伴星的风活动将导致黑洞的吸积在一个短暂的超爱丁顿率。在所产生的射流中，撞击物之间的碰撞会触发等离子体不稳定性。结果，射流中的等离子体将发射相干曲率辐射。当喷流锥指向观测者时，视光度可以是$10^{41}-10^{42}$ \，erg/s。产生的耀斑持续时间为$\sim$毫秒。可以解释观察到的非重复FRB的高事件率。在超大质量黑洞附近的一个类似的情况可以用来定性地解释重复源FRB 121102的间隔分布。
2018-11-27 astro-ph.HE
Late-Time Radio and Millimeter Observations of Superluminous Supernovae and Long Gamma Ray Bursts: Implications for Obscured Star Formation, Central Engines, and Fast Radio Bursts
我们提出了最大和最深的晚时间无线电和毫米波调查的超亮超新星（SLSNe）和长持续时间伽马射线暴（LGRB），以寻找相关的非热同步辐射。使用Karl G. Jansky甚大阵列（VLA）和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA），我们观察到43个源在6和100 GHz的时间尺度上的$\sim 1 - 19$年后爆炸。我们没有检测到来自任何来源的无线电/毫米波发射，除了PTF 10 hgi的6 GHz检测（Eftekhari等人，2019），以及SLSN PTF 12 dam位置附近的6 GHz发射的检测，我们将其与其宿主星系联系起来。我们使用我们的数据，把中央引擎排放的限制，由于磁星风星云和离轴相对论射流。我们还探讨了SN喷出物的非相对论性发射，并对宿主星系中模糊的恒星形成进行了限制。此外，我们进行搜索快速射电暴（FRB）从一些源使用VLA相控阵观测;没有FRB检测到的限制为$16$ mJy（$7σ$ ; 10毫秒的持续时间）在约40分钟的源每个事件。理论模型的比较表明，持续的无线电监测可能会导致检测到持续的无线电发射的时间尺度上的$\gtrsim {\rm decade}$。
2021-12-22 astro-ph.HE
Long Pulse by Short Central Engine: Prompt emission from expanding dissipation rings in the jet front of gamma-ray bursts
针对伽马射线暴瞬时辐射时长与中心引擎活动时长不符的观测挑战，提出中心引擎短脉冲注入引发湍流向外传播形成膨胀耗散环的机制，通过玩具模型重现了GRB 230307A的相关观测特征。
2025-02-24 astro-ph.HE
Short-lived $^{244}$Pu Points to Compact Binary Mergers as Sites for Heavy r-process Nucleosynthesis
放射性$^{244}$ Pu丰度的测量可以打破用于生产重$r$工艺元素的高速率/低产量和低速率/高产量方案之间的简并性。第一个对应于核心坍缩超新星（cc-SNe）的产生，而后者对应于例如紧凑的双星合并的产生。根据深海测量推断，当前星际介质中估计的$^{244}$ Pu丰度（Wallner等人，2015年）明显低于相应的早期太阳系丰度（Turner等人，2007年）。我们估计的预期中值的$^{244}$钚丰度和波动在这两个模型中的值。我们表明，虽然目前和早期太阳系的丰度自然解释内的低利率/高收益率（如合并）的情况下，他们是不兼容的高利率/低收益率（cc-SNe）模型。推断的事件率显着同意紧凑的双星合并率估计从银河系中子星双星和短伽马射线暴。此外，喷出的质量$r$ -过程元素每个事件同意与理论和观测macronova/kilonova估计。
2015-10-02 astro-ph.HE
Neutrino-dominated accretion flows as the central engine of gamma-ray bursts
围绕旋转恒星质量黑洞的中微子主导吸积流（NDAF）是伽马射线暴（GRB）中心引擎的可能候选者。NDAF是超吸积盘，其吸积率在大约0.001-10 $M_\odot ~\rm s^{-1}$的范围内，具有高密度和温度，因此在光学上非常厚，在几何上非常薄，甚至很厚。本文综述了NDAF的理论研究进展及其在伽玛暴现象学中的应用。这些主题包括：NDAF的稳定径向和垂直结构及其对中微子光度和湮灭光度计算的影响，中微子-反中微子湮灭和Blandford-Znajek机制产生的喷流功率及其对BH质量、自旋和吸积率等参数的依赖性，NDAF的时间演化，磁场的影响，NDF理论在伽玛暴现象学中的应用，如光变曲线变化，扩展发射，X射线耀斑、千新星等，以及使用多信使信号（如MeV中微子和引力波）探测NDAF。
2017-07-19 astro-ph.HE
Photospheric Emission From Variable Engine Gamma Ray Burst Simulations
将辐射传输计算与流体动力学模拟相结合，在理解长伽马射线暴（LGRB）瞬发辐射方面取得了重大进展。在这些成就的基础上，我们提出了一个分析的光球发射通过使用Monte Carlo辐射传输（MCRaT）代码的流体动力学模拟与可变射流剖面。MCRaT传播并康普顿散射已注入准直流出的单个光子，以产生合成光变曲线和光谱。这些光变曲线和光谱使我们能够将我们的结果与LGRB观测数据进行比较。我们发现我们的拟合时间分辨$β$参数和观察到的参数之间非常吻合。此外，我们的模拟表明，光球发射，在一定的条件下，能够创建观测预期的带$α$参数。最后，我们表明，模拟与Golenetskii相关性是一致的，但表现出一定的应变与Amati和Yonetoku相关性。
2018-11-05 astro-ph.HE
Photospheric emission from long duration gamma-ray bursts powered by variable engines
我们提出了一套数值模拟的结果，长期的伽马射线暴喷流，旨在研究的影响，一个可变的引擎上的光球发射的峰值频率。我们的模拟遵循祖先恒星内部的喷流的传播，它的爆发，以及随后在光球半径的环境中的膨胀。一个常数和两个阶跃函数模型被认为是发动机光度。我们发现，我们的合成光变曲线遵循类似于Golenetskii相关性的亮度峰值频率相关性，发现在长时间的伽马射线暴观测。在探索的参数空间内，似乎中央引擎的光度分布对亮度峰值频率平面中的伽马射线暴的位置没有显著影响，来自不同中央引擎的暴彼此无法区分。
2014-05-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Identifying Black Hole Central Engines in Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴（GRB）中心引擎的性质仍然是一个谜。人们普遍认为，磁星和黑洞是能够为极端喷流提供动力的实体。毫秒磁星形成喷流的最大旋转能量约为10^52 erg。我们确定了8个长伽玛暴，其瞬发事件的喷流张开角修正能量大于10^52 erg，置信度很高，因此，它们的中心引擎可能是黑洞。这些伽玛暴中的大多数在亚GeV能量范围内存在显著的发射。这些爆发的X射线余辉光变曲线没有显示出任何浅的衰减行为，如平台，然而，少数情况下表现出耀斑和多个中断，而不是一个单一的幂律衰减。对于最小质量的黑洞（~2 Msun），我们发现从其旋转能量产生喷流的效率范围在2%-270%之间。需要高效率的高能喷流意味着这些黑洞的质量要大得多，或者还有其他能量源为喷流提供动力。通过考虑Blandford-Znajek喷流形成机制，我们估计这些黑洞的质量范围在2-60 Msun之间。在这些灾难性事件中形成的一些较轻的黑洞可能位于质量间隙区域（2-5 Msun）。
2021-02-09 astro-ph.HE
Nucleosynthesis inside accretion disks and outflows formed during core collapse of massive stars
我们调查核合成内的伽玛射线暴（GRB）的吸积盘，并在这些磁盘推出的外流主要是在第二型的背景下，双星。我们报告了盘中几种不寻常核的合成，如31 P、39 K、43 Sc、35 Cl以及钛、钒、铬、锰和铜的各种同位素。我们还证实了铁族元素和α-元素的存在，如以前的作者所示。这样合成的重元素中的大部分从盘中喷出，并在流出物中存活下来。虽然BeppoSAX、Chandra、XMM-Newton等在伽玛暴的X射线余辉中观测到了其中几种元素的发射线，Swift似乎还没有找到这些行。
2013-10-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Physical Mechanisms of Fast Radio Bursts
快速射电暴是无线电天空中普遍存在的神秘的毫秒级瞬变现象。近年来数据的快速积累促进了对这些事件的潜在物理机制的理解。从伽马射线暴和射电望远镜等邻近领域获得的知识也提供了见解。在这里，我回顾了在这个快速发展的领域的发展。两个通用类别的辐射模型调用无论是磁层的紧凑的对象（中子星或黑洞）或相对论冲击从这样的对象发射了很多争论。最近探测到的银河系快速射电暴与软伽马射线中继器有关，这表明磁星发动机至少可以产生一些，甚至可能是所有的快速射电暴。其他可以产生快速射电暴的发动机不是必需的，但也不是不可能的。
2020-11-06 astro-ph.HE
Constraints on the Engines of Fast Radio Bursts
我们使用Metzger，Margalit和Sironi（2019）的同步加速器冲击波模型对快速射电暴（FRB）的样本进行了建模，包括新发现的CHIME中继器。这个模型假设，FRB的前身辐射超相对论磁化冲击产生的耀斑喷出物从一个中央引擎碰撞一个有效的固定的外部介质。爆发频率结构的向下漂移自然是由爆炸波的减速引起的。这些数据与能量为$E_{\rm flare} \sim 10^{43}-10^{46}(f_ξ/10^{-3})^{-4/5}$ erg的耀斑产生的FRB是一致的，其中$f_ξ$是微波激射器的效率，而最小体积洛伦兹因子$Γ\approx 10^2-10^3$在激波半径$r_{\rm sh} \sim 10^{12}-10^{13}$ cm处产生观测到的FRB。我们推断上游密度$n_{\rm ext}(r_{\rm sh}) \sim 10^{2}-10^{4}$厘米$^{-3}$和径向配置文件$n_{\rm ext} \propto r^{-k}$显示一系列的斜率$k \approx [-2,1]$（这被认为是发展之间的爆发），大致一致的上游介质是最近的高能耀斑释放的离子加载壳的内边缘。爆发的时间尺度，能量，速率和外部介质的属性是一致的，从年轻的，超活跃的耀斑磁星所产生的重复FRB，但所提出的方法通常适用于任何中央引擎，注入能量脉冲到一个致密的磁化介质。讨论了该模型的解释和…
2020-04-21 astro-ph.HE
Accretion in a dynamical spacetime and spinning up of the black hole in the gamma ray burst central engine
本文计算了一个准球形缓慢旋转的吸积流在黑洞周围的演化过程，黑洞的质量和自旋演化到足以通过视界进行质能转移的程度。我们的模型与驱动长伽马射线暴的中央引擎相关，该射线暴起源于大质量恒星的坍缩。GRB引擎在动态演化时空度规中的计算是重要的，特别是由于事件的瞬态性质，在该过程中，大量的质量被吸积并改变基本的黑洞参数，其质量和自旋。我们讨论的背景下的角动量大小的崩溃的恒星的结果。我们还研究了可能的形成和演化的冲击的信封，这可能会暂时影响吸积。我们的研究结果对于伽玛暴和引力波的电磁观测对黑洞的质量和自旋范围的限制具有重要意义。我们推测这些天体物理黑洞的最终质量和自旋的可能约束。结果表明，如果它们的前身核只是弱旋转的，那么最大质量的黑洞不是在强伽玛射线暴爆炸中形成的。
2018-10-11 astro-ph.HE
Radio Constraints on $r$-process Nucleosynthesis by Collapsars
宇宙中最重的元素是通过快速中子捕获（$r$ -过程）在极富中子的流出中合成的。通过对GW 170817的多信使观测，中子星合并被认为是一个重要的$r$过程源。坍缩星也被认为是重元素的潜在主要来源;然而，由于其他发射机制的污染，这很难通过光学观测进行探测。在这里，我们提出的观测约束$r$过程的核合成的基础上，附近的长伽马射线暴的无线电跟踪观测的Eurasar。我们的假设，晚时间的无线电发射产生的emisar风喷出物负责锻造$r$ -过程元素，并考虑可以设置在这种情况下使用的样本雨燕/BAT伽玛暴位于2 Gpc的无线电观测的约束。在我们的样本中，没有发现超过伽马射线暴的射电余辉的射电对应物，在我们考虑的模型下，将Eksar $r$ -过程的贡献限制在$\lesssim0.2$ M $_\odot$，恒定的环并密度给出了更严格的限制。虽然我们的结果是在紧张局势与Bossars是大多数$r$过程的生产基地，喷出物的质量和速度分布的Bossar风尚未很好地模拟。因此，我们的结果目前受到很大的不确定性，但进一步的理论工作可以大大改善它们。
2022-02-20 astro-ph.HE
Microphysics in the gamma ray burst central engine
我们计算了一个伽马射线暴中心引擎的结构和演化，其中一个吸积环面已经形成在新生的黑洞周围。我们研究了广义相对论，MHD模型，我们自洽地将核物质状态方程。后者解释了相对论性电子、质子和中子的简并，并用于动力学模拟，而不是标准的多方定律。物态方程提供了核压力随密度和温度变化的条件，核压力随时间按照保守的MHD方案演化。我们分析了环面和外流风的结构，并计算了通过致密热物质中的核反应平衡发射的中微子通量。我们还估计了黑洞旋转能量转移到双极喷流的速率。最后，通过热核反应网络的计算，详细讨论了在吸积流和风中重元素的核合成。我们讨论了吸积流中放射性元素衰变的可能特征。我们认为，进一步详细模拟GRB引擎中的吸积流及其微观物理，可能是约束黑洞质量和自旋的一个有价值的工具。如果用电磁波探测到引力波，它可以补充引力波的分析。
2017-02-06 astro-ph.HE
The effects of a magnetar engine on the gamma-ray burst-associated supernovae: Application to double-peaked SN 2006aj
由于毫秒磁星引擎对伽玛暴余辉的影响，人们普遍认为在伽马射线暴中存在毫秒磁星引擎。在本文中，我们研究磁星引擎的超新星（SN）的发射，这是与长伽玛暴的影响，具体来说，面对模型与观测数据的SN 2006 aj/GRB 060218。SN 2006 aj具有显著的双峰紫外光（UV-opt）光变曲线。通过拟合这些光变曲线，我们表明，第一个峰值可以很好地解释由磁星风驱动的冲击爆发发射，而主要的超新星发射也部分由磁星的能量注入。磁星的磁场强度被约束为$\sim 10^{15}$ G，这与从长伽玛暴余辉发射推断的一般结果是一致的。更详细地说，它进一步建议，在超新星的后期发射的紫外线过量也可能是由于泄漏的脉冲星风星云（PWN）的非热发射，如果可以满足一些特殊的条件。该模型与SN 2006 aj观测结果的一致性表明，磁星引擎可能在GRB现象中无处不在，甚至进一步加强了它们与超亮超新星现象的联系。
2022-04-23 astro-ph.HE
A Common Central Engine for Long Gamma Ray Bursts and Type Ib/c Supernovae?
长持续时间、光谱较软的伽马射线暴（GRB）与Ic型核心坍缩（CC）超新星（SNe）有关，因此是由大质量恒星的死亡引起的。在GRB模型中，由中央引擎发射的喷流必须在产生GRB之前冲出祖星。这些喷流大多数不会爆发，而是在恒星内部“窒息”，因为中央发动机的活动时间$t_{\rm e}$不够长。模拟长时间的软伽玛射线暴持续时间分布假设幂律分布的中央发动机活动时间，$\propto t_{\rm e}^{-α}$ $t_{\rm e}>t_{\rm b}$，我们发现一个陡峭的分布（$α\sim4$）和一个典型的伽玛射线暴射流爆发时间的$t_{\rm b}\sim 60\text{ s}$在明星的框架。后者表明存在一个低密度的，扩展的信封周围的祖星，类似于以前推断的低光度伽玛暴。将该幂律的有效性范围外推到低于直接可观察到的范围的$t_{\rm e}<t_{\rm b}$，仅通过因子$\sim$ 4-5就产生足够的事件来解释所有Ib/c型SNe。这样的外推是必要的，以避免微调的中央发动机活动时间的分布与突破时间，这大概是无关的。我们推测，发射相对论喷流的中央发动机可能在所有Ib/c型SNe中运行。在这种情况下，一个共同的中央引擎的存在意味着（i）喷流可能对SN的能量有很大的贡献;（ii）各种观测特征，如爆炸的非球面性，可能与喷流与恒星的相互作用直接相关。
2017-08-10 astro-ph.HE
Constraints on millisecond magnetars as the engines of prompt emission in gamma-ray bursts
我们研究毫秒磁星作为伽马射线暴瞬发辐射的中心引擎。使用Metzger等人的原磁星风模型。2011年，我们估计的时间演化的磁化和功率注入的伽玛暴喷流的基础上，并将其应用到不同的即时发射模型，使伽玛暴的能量，光谱和光变曲线的预测。我们调查了冲击和磁重联模型的粒子加速，以及能量耗散的影响，光学厚和薄区域的射流。在磁星模型中，喷流底部的磁化强度$σ_0$是驱动GRB演化的主要参数，并且发射通常是为$100\lesssim σ_0 \lesssim 3000$释放的。由于原磁星冷却和中微子驱动的质量损失减弱，$σ_0$迅速增加，GRB持续时间通常限于$\lesssim 100$ s。这种后期的低重子负载对超长GRB的磁星模型提出了挑战，尽管黑洞模型可能会遇到类似的困难，而不会从喷流壁中大量夹带。最大辐射伽马射线能量为$\lesssim 5 \times 10^{51}$ erg，明显小于磁星的总初始旋转能量，并与观测到的伽马射线暴能量分布的高端处于强张力中。然而，应用于磁星中央引擎的逐渐磁耗散模型（Beniamini & Giannios 2017）自然解释了典型GRB的几个关键观测值，包括能量，持续时间，稳定峰值能量，光谱斜率和爆发期间的软硬演变。
2017-10-11 astro-ph.HE
Gamma-Ray Burst Central Engines: Black Hole Vs. Magnetar
伽马射线暴（GRB）发现于四十多年前，至今仍是现代天体物理学的前沿课题。也许与伽马射线暴相关的最基本的问题是最终为它们提供动力的天体物理代理（或代理）的性质：中央引擎。在这篇评论中，我专注于可能的中央引擎的长持续时间的伽玛暴，目前的意见放在这些模型的限制。长伽马射线暴肯定与大质量恒星的死亡有关，但中心引擎是吸积的黑洞还是快速旋转的高磁化中子星（一种“原磁星”）仍然没有定论。这种区别在最近对大质量旋转的“原中子星祖先”的核心坍缩的MHD模拟中得到了特别的关注，这表明来自原中子星的强大的磁离心外流可能完全阻止了黑洞的形成。虽然黑洞和磁星GRB模型仍然是可行的，我认为磁星模型是更成熟的意义上，它提供了定量的解释的持续时间，能量，洛伦兹因子，和准直的长GRB外流。鉴于这些优点，打破目前僵局的一个有希望的策略是进一步发展磁星模型，直到出现不可避免的（和可证伪的）预测。这一行动过程标志着一个新的挑战，翻译与时间相关的喷流属性（功率，磁化，和洛伦兹因子）到可观的（伽马射线光变曲线和光谱）。
2010-01-27 astro-ph.HE
Spectroscopic identification of r-process nucleosynthesis in a double neutron star merger
两颗中子星的合并预计会产生三种主要的可探测现象：伽马射线的短脉冲、引力波信号和由快速中子俘获（r过程）合成大量超重元素而产生的瞬态光学/近红外源。这种被称为“macronovae”或“kilonovae”的瞬变现象被认为是金和铂等稀有元素的生产中心。到目前为止，千诺瓦最令人信服的证据是z = 0.356的短伽马射线暴余辉中非常微弱的近红外再亮，尽管有研究结果表明更蓝的事件已经报道。在这里，我们报告的光谱识别和描述的物理性质的明亮kilonova与引力波源GW 170817和伽马射线暴GRB 170817 A与一个星系在距离地球40 Mpc。使用一系列的光谱从地面观测站覆盖的波长范围从紫外线到近红外线，我们发现，kilonova的特点是迅速扩大喷出物的光谱特征类似于目前的模型预测。喷出物在早期是光学厚的，速度约为光速的0.2倍，仅用1.5天就达到了约50个天文单位的半径。随着喷出物的膨胀，光谱连续体上出现了宽的吸收线，表明发生在合并后快速移动的动态喷出物和两个较慢（0.05倍光速）的风区域中的核合成产生的原子种类。与光谱模型的比较表明，合并喷射出0.03-0.05太阳质量的物质，包括高不透明度的镧系元素。
2017-10-16 astro-ph.HE
