Is magnetically dominated outflow required to explain GRBs?
产生伽马射线暴的相对论外流的成分是一个长期存在的悬而未决的问题。支持磁主导外流的主要论点之一是在它们的宽带时间分辨光谱中没有光球成分,例如GRB 080916C。在这里,我们执行一个时间分辨的分析,这个突发,并确认先前检测到的一个额外的频谱分量。我们发现,这个次优势分量是一致的光球的超相对论重子外流,深在海岸制度。我们认为,与以前的声明相反,磁优势的外流是不需要解释这伽玛暴。此外,同时检测高能量的发射在其提示阶段需要从一个区域的发射模型出发。
2022-01-13 astro-ph.HE
Numerical Models of Blackbody-Dominated GRBs
黑体主导的伽马射线暴(BBD)是指在瞬发伽玛射线辐射之后,没有典型余辉、持续时间长、存在明显的热成分的事件。GRB 101225 A(“圣诞爆发”)是这一类别的原型。它和BBD-GRB的一个合理的祖先系统是一颗中子星(NS)和一颗演化的大质量恒星的氦核合并。使用相对论流体动力学模拟,我们通过这样的合并所创建的环境中的超相对论射流的传播模型,我们计算整个辐射签名,热和非热,射流动力学演化。我们发现,热辐射来源于喷流和NS/He合并过程中喷出的氢包层之间的相互作用。
2015-02-25 astro-ph.HE
Jet Luminosity from Neutrino-Dominated Accretion Flows in GRBs
围绕恒星质量黑洞的超吸积盘是驱动伽马射线暴(GRB)的中心引擎的合理模型。我们估计的光度的喷气驱动的磁流体动力学过程,如Blandford-Znajek(BZ)机制作为质量吸积率,黑洞质量的函数,和其他吸积参数。我们表明,射流是最有效的吸积流冷却时,通过光学薄中微子发射,其光度是远远大于能量沉积率通过中微子湮灭提供的黑洞是足够快地旋转。此外,我们发现一个显着的跳跃,在过渡质量吸积率之间的对流为主的吸积流(ADAF)制度和中微子为主的吸积流(NATIONAL)制度的射流光度。这可能会导致伽玛暴的即时发射出现很大的变化。
2013-08-14 astro-ph.HE
The Origin of the Prompt Emission for Short GRB 170817A: Photosphere Emission or Synchrotron Emission?
最近探测到了中子双星系统(GW 170817)合并产生的第一个引力波事件。相关的短伽马射线暴(GRB 170817 A)具有低各向同性光度($\sim 10^{47}$ erg s $ ^{-1}$)和峰值能量$E_{p}\sim 145$ keV,在初始主发射期间在-0.3和0.4 s之间。这种短伽玛暴的起源仍在争论中,但一个合理的解释是,它是由于离轴发射的结构射流。我们考虑两种可能性。首先,由于GRB 170817 A主脉冲的最佳拟合光谱模型是具有硬低能光子指数($α=-0.62_{-0.54}^{+0.49} $)的截止幂律,因此我们考虑离轴光球模型。我们发展了一个光球层发射的结构射流的理论,并发现这样的模型可以重现一个低能量的光子指数,这是软比黑体通过增强高纬度的发射。该模型可以自然地解释所观察到的光谱。沿视线的最佳拟合洛伦兹因子是$\sim 20$,它要求在合并和喷气式飞机发射之间有一个显著的延迟。另外,我们认为,通过同步辐射在光学薄的区域中,在一个不断扩大的喷流减少磁场的发射。该模型不需要延迟喷气发动机的发射,但需要沿视线较大的体积洛伦兹因子。我们执行马尔可夫链蒙特卡罗拟合的数据在这两个模型的框架内,并获得良好的拟合结果在这两种情况下。
2018-06-17 astro-ph.HE
Hyper-accreting black hole as GRB central engine. I: Baryon loading in GRB jets
超吸积恒星质量的黑洞一直被认为是伽马射线暴(GRB)中心引擎的最佳候选者。最近的丰富的观测伽玛暴的空间任务,如雨燕和费米提出了新的限制伽玛暴中心引擎模型。本文研究了从黑洞中心发动机发射的伽玛暴喷注的重子加载过程。我们考虑一个相对论性喷流由$ν\barν$湮灭或由Blandford-Znajek(BZ)机制。我们认为重子加载从中微子驱动的风从中微子冷却为主的吸积流。对于磁主导的BZ喷注,我们考虑中子从喷注周围的磁壁漂移,以及随后的正电子捕获和质子-中子非弹性碰撞。计算了两种喷注中的最小重子载荷。我们发现,在这两种情况下,一个更明亮的喷流往往是更多的重子穷人。中微子驱动的“火球”通常比磁主导的喷流“更脏”,而磁主导的喷流可以清洁得多。这两个模型都有正确的尺度来解释最近发现的经验$Γ-L_{\rm iso}$关系。由于一些中微子驱动的喷流有太多的重子加载相比,数据,我们建议,至少有一个很好的一部分伽玛暴应该有一个磁主导的中央引擎。
2013-02-27 astro-ph.HE
The emission mechanism in magnetically dominated GRB outflows
本文研究了坡印廷通量主导的伽马射线暴(GRB)辐射区的条件。由于巨大的磁能密度,相对论电子将在这样的区域通过同步加速器极其迅速地冷却。由于没有已知的机制,可以与同步加速器竞争,它必须是即时的亚MeV发射源。这对外流的大小和洛伦兹因子设置了严格的限制。此外,同步加速器冷却效率太高。与观测结果相比,它过度产生了光学和X射线。如果电子在每个脉冲期间被重新加速多次($\gtrsim 5\times 10^4$)(或被连续加热),或者如果它们在冷却之前逃离发射区域,则可以避免这种低能发射的过度产生。我们探讨了这两种模型的局限性,实际上排除了后者,并表明前者需要两种不同的加速机制,以及一个非常大的磁能重子能量比。任何基于坡印廷通量主导的辐射区的伽玛暴模型都必须证明这些条件是如何满足的。我们的结论是,如果伽玛暴喷流发射磁主导,他们必须以某种方式耗散他们的大部分磁能之前,他们到达的发射区。
2014-06-06 astro-ph.HE
Constraining the Bulk Lorentz Factor of GRB Outflow in the Magnetic-dominated Jet Model
费米LAT最近的观测表明,在一些伽玛暴中,相对于MeV光子的开始,GeV光子的到达有延迟。为了避免大的光学厚度,在一些最亮的爆发中,洛伦兹因子的最小值被估计为高于1000。在本文中,我们提出了一个详细的计算的时间延迟之间的MeV和GeV的光子的框架下的磁主导喷流模型。我们发现,时间延迟强烈依赖于饱和体积洛伦兹因子的射流。受此启发,我们用这个模型计算了四个最亮的费米爆发的洛伦兹因子。计算结果表明,与“单区”方案相比,洛伦兹因子要小得多。短暴GRB 090510的最小洛伦兹因子为385,而三个长暴GRB 080916 c、GRB 090902 b和GRB 090926的洛伦兹因子几乎相同,平均值接近260。另一个有趣的结果是,对于长爆发,GeV的光子是在体洛伦兹因子饱和后发射的。然而,对于短GRB,MeV和GeV光子以相同的相位发射,即,无论是在扩张阶段还是在海岸阶段。
2013-01-29 astro-ph.HE
The Delay Time of Gravitational Wave -- Gamma-Ray Burst Associations
第一个引力波(GW)-伽马射线暴(GRB)关联,GW 170817/GRB 170817 A,在时间上有一个偏移,GRB触发时间相对于GW信号的合并时间延迟了$\sim$ 1.7 s。我们一般讨论的延迟时间,$Δt$,GW-GRB协会的背景下,紧凑的二元聚结(CBC)-短GRB(sGRB)协会和GW爆发-长GRB(lGRB)协会的天体物理起源。一般来说,延迟时间应该包括三个方面,发射干净(相对论)射流的时间,$Δt_{\rm jet}$ ;射流从周围介质中爆发出来的时间,$Δt_{\rm bo}$ ;以及射流到达能量耗散和GRB发射地点的时间,$Δt_{\rm GRB}$。对于CBC-sGRB关联,$Δt_{\rm jet}$和$Δt_{\rm bo}$是相关的,并且最终延迟可以从10 ms到几秒。对于GWB-IGRB关联,$Δt_{\rm jet}$和$Δt_{\rm bo}$是独立的。后者至少为$\sim$ 10 s,因此这些关联的$Δt$至少为10 s。对于IGRB的某些喷气发射机构,由于发射喷气的延长的发动机等待时间$Δt_{\rm wait}$,$Δt$可以是几分钟或甚至几小时长。我们讨论的情况下,GW 170817/GRB 170817 A和GW 150914/GW 150914-GBM在这个理论框架内,并建议未来的GW/GRB协会的延迟时间将揭示喷射发射机制的GRB。
2019-07-17 astro-ph.HE gr-qc
The size of the jet launching region in M87
M87中心的超大质量黑洞候选者驱动着一个在千秒差距尺度上可见的超相对论性喷流,它的大质量和相对接近允许在毫米波长上用甚长基线干涉测量法(毫米VLBI)进行事件视界尺度的成像。最近,相对论磁流体动力学(MHD)模拟的黑洞吸积流已被证明能够发射磁占主导地位的喷流。我们构建的时间依赖的磁盘/喷流模型的最内部的M87核进行相对论辐射转移计算从这样的模拟。我们确定了两种类型的模型,射流为主或光盘/射流,可以解释M87的光谱特性,并使用它们来预测当前和未来的毫米VLBI观测。在目前的毫米VLBI望远镜上,大尺度喷流观测到的有利天空方向和倾角的高斯源大小为33-44微弧秒(约4-6史瓦西半径),与现有的Sgr A* 观测非常相似。黑洞阴影是事件视界的直接证据,在未来的测量中,使用夏威夷和墨西哥之间的基线应该是可见的。这两种模式都表现出在毫米波长的变化与因子的2年的时间尺度上的振幅。对于M87的低倾角,反喷流主导了来自喷流形成区的事件视界尺度毫米波长发射。
2012-02-02 astro-ph.HE
Faraday rotation in GRMHD simulations of the jet launching zone of M87
非VLBI测量的法拉第旋转毫米波长已被用来限制质量吸积率($\mdot$)到超大质量黑洞在银河系中心和M87的中心。我们构建了广义相对论磁流体动力学模型,定性地描述了它们的光谱和无线电/毫米图像调用一个耦合的喷射盘系统。使用广义相对论偏振辐射转移,我们现在也模型观测到的毫米旋转措施(RM)的M87。模型与观测到的射电通量有关,然而,电子温度和吸积率是简并参数,允许变化。对于推断的M87喷流的低视角,即使黑洞$\mdot$增加了$\simeq100$的因子,RM也很低。在喷流主导的模型中,观测到的线性偏振产生于前向喷流,而致密的吸积盘使起源于反喷流的近地平线尺度发射的大部分去偏振。在喷流为主的模型中,随着$\mdot$的增加和法拉第光学深度的增加,人们逐渐只对前向喷流中的偏振发射敏感,保持测得的RM相对恒定。喷流为主的模型再现了低净偏振$\simeq1$百分之和RM与观测值一致,由于法拉第去极化,然而,与$\mdot$远大于以前推断的极限$9\times10^{-4}\,\mdotu$。所有以喷气为主的模型对于倾角$i\gtrsim30^\circ$产生更高的RM,其中视线穿过吸积流,从而对M87喷气的观察几何形状提供独立的约束。
2017-03-07 astro-ph.HE
Time-resolved spectro-polarimetric analysis of extremely bright GRB 230307A: Possible Evidence of evolution from photospheric to synchrotron dominated emission
Bhabha Atomic Research Center(巴哈原子研究中心);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Astrophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center(NASA戈达德太空飞行中心天体物理学科学部);Kavli Institute of Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University(斯坦福大学卡弗里粒子天体物理学与宇宙学研究所);Ioffe Institute(约费物理技术研究所);Physical Research Laboratory Thaltej(萨巴尔马蒂河左岸物理研究实验室);Department of Physics, Ashoka University(阿肖卡大学物理系);Indian Institute of Technology Bombay(孟买印度理工学院);Department of Physics, University of Cagliari(卡利亚里大学物理系)
GRB 230307A的光谱偏振分析揭示了从光球主导到同步辐射主导的转变,可能表明磁场在喷流动力学中的演变作用。
2025-12-02 astro-ph.HE
Launching proton-dominated jets from accreting Kerr black holes: the case of M87
本文提出了一个关于吸积黑洞系统低质量喷流形成和加速的广义相对论模型。该模型是基于以前的数值结果和理论研究的牛顿制度,但修改,包括时空曲率的影响附近的事件视界的旋转黑洞。认为开普勒吸积盘与事件视界之间的边界层最适合于活动星系核和微类星体中吸积动力喷流的形成和加速。该模型基于匹配三个不同区域的解决方案:i-在外部的弱磁化开普勒吸积盘,其中角动量的传输通过磁旋转不稳定性介导,ii-在外部冷吸积盘和事件视界之间的强磁化的、对流主导的和无粘性的边界层(BL),其中等离子体旋转亚开普勒和iii-BL和上覆电晕之间的过渡区(TZ),其中电子和质子是热解耦的、高度耗散的并且旋转超开普勒。我们的模型预测的洛伦兹因子和BH的自旋参数之间的已知的相关性。结果还表明,随着自旋参数的增加,重子流入TZ的BL有效面收缩,这意味着低质量的喷流很可能来自Kerr黑洞周围.将我们的模型应用于椭圆星系M87中的喷流时,我们发现自旋参数在0.99 - 0.998的范围内,过渡半径约为30个引力半径,质量吸积率的0.05 - 0.1的分数进入TZ,其中等离子体加速其向外定向的运动以在过渡半径处达到2.5 - 5.0的洛伦兹因子。
2011-06-08 astro-ph.HE
The change of GRB polarization angles in the magnetic-dominated jet model
对GRB 100826 A瞬发相的偏振测量表明,在两个相邻的时间间隔内,偏振角变化为$\sim 90^{\circ}$。我们将表明,这种现象可以很自然地解释的框架内的磁主导射流(MDJ)模型。MDJ模型表明,流出的体积洛伦兹因子随着$Γ\propto r^{1/3}$而增加,直到达到饱和值$Γ_{\rm sat}$。电子在由中央发动机喷射的平流输送的全局有序磁场中移动,并产生同步加速器光子。偏振的同步加速器光子沿着喷流方向传播,然后与喷流前端的冷电子碰撞。在康普顿散射过程之后,这些光子从喷流中逃逸,并被稍微离轴的观察者检测到。如果光子在体洛伦兹因子饱和之前发射,则偏振角的改变是流出加速的自然结果。
2014-11-06 astro-ph.HE
Numerical and analytical solutions of Neutrino-Dominated Accretion Flows with a Non-Zero Torque Boundary Condition and its applications in Gamma-ray Bursts
被中微子吸积流包围的恒星质量黑洞(BH)是伽马射线暴(GRB)的中心发动机,这一点已在许多研究中讨论过。人们普遍认为,仙女座无法释放足够的能量来产生明亮的伽玛暴。然而,这些工作都是基于“无转矩”边界条件的假设,这是无效的,当磁盘磁化。在本文中,我们提出了非零边界应力的NDAF的数值和解析解,并重新检查他们的属性。我们发现,具有这种边界力矩的NARVE可以解释明亮的短伽玛暴、高能长伽玛暴和超长伽玛暴。盘变得粘滞不稳定,这使得解释伽玛暴瞬发辐射的可变性和早期X射线余辉中的陡峭衰变相成为可能。最后,我们研究了一个BH-NINESTs辐射的引力波。我们发现边界力矩对引力波强度的影响可以忽略。
2016-09-29 astro-ph.HE
A method to constrain mass and spin of GRB black hole within the NDAF model
黑洞(BH)隐藏在各种天文现象背后,其性质,即,质量和自旋通常难以约束。伽马射线暴(GRB)的中心引擎模型的一个主要候选者调用了恒星质量BH和中微子主导的吸积流(Ne),其中相对论性喷流由于中微子-反中微子湮灭而发射。这样一个模型产生了一个以物质为主的火球,并适合于解释伽玛暴与光球起源占主导地位的热分量。我们提出了一种方法来约束BH的质量和自旋在这个模型的框架内,并应用该方法的热占主导地位的伽玛暴101219 B的初始喷射发射半径$r_0$的数据约束。使用我们的数值模型的仙女座喷流,我们估计以下限制中心BH:质量$M_{\rm BH} \sim 5-9~M_\odot$,自旋参数$a_* \gtrsim 0.6$,和磁盘质量$3~M_\odot \lesssim M_{\rm disk} \lesssim 4~M_\odot$。我们的研究结果还表明,仙女座模型是一个有竞争力的候选人的中央引擎的伽玛暴具有很强的热分量。
2016-03-09 astro-ph.HE
GRB 220426A: A Thermal Radiation-Dominated Gamma-Ray Burst
伽玛射线暴(GRB)喷出物的物理成分仍然是一个悬而未决的问题。瞬发伽马射线的辐射机制也在争论中。这个问题可以解决的爆发主机不同的热辐射。然而,具有占主导地位的热谱成分的事件仍然是罕见的。在这项工作中,我们专注于GRB 220426 A,最近的事件由费米-GBM检测。时间分辨和时间积分的数据分析产生非常硬的低能谱指数和相当软的高能谱指数。这意味着GRB 220426 A的光谱分布很窄。贝叶斯推断结果支持mBB模型。计算了相对论流出的物理性质。假设红移为$z= 1.4$,则壳层的体洛伦兹因子$Γ$介于$274_{-18}^{+24}$和$827_{-71}^{+100}$之间,相应的光球半径$R_{\rm ph}$介于$1.83_{-0.50}^{+0.52} \times 10^{11}$和$2.97_{-0.15}^{+0.14} \times 10^{12}$ cm之间.与GRB 090902 B类似,GRB 220426 A的时间分辨性质满足观测到的$Γ-L$和$E_p-L$相关性,其中$L$是瞬时发射的光度,$E_{p}$是光谱峰值能量。
2022-12-06 astro-ph.HE
Evidence of an initially magnetically dominated outflow in GRB 080916C
伽马射线暴(GRB)喷出物的成分至今仍是一个谜。标准模型调用了一个最初由重子物质组成的热“火球”。本文分析了Fermi卫星探测到的GRB 080916 C的宽带谱。所有五个时期的无特征带谱以及在这次爆发中探测到的>~10 GeV光子对瞬发发射半径(通常>~ 10^{15} cm)产生了强烈的约束,与发射过程的细节无关。没有检测到重子模型预测的热分量,这强烈表明流出能量的很大一部分最初不是以“火球”的形式,而是很可能以重子物质夹带的坡印廷通量的形式。如果玻印廷通量不直接转换为光球层以下的动能,那么在光球层半径处玻印廷通量与重子通量之比至少为~(15-20)。
2009-07-11 astro-ph.HE
A Precessing, Magnetically Dominated, Structured Jet Powering the Hour-scale Quasiperiodic GRB 250702B
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台);State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology(射电天文与技术国家重点实验室)
该研究提出一个统一模型解释GRB 250702B的超长间歇性活动,通过磁主导喷流的进动和结构特征,解释其辐射和喷流异常。
2025-12-31 astro-ph.HE
Identifying the poynting-flux-dominated outflow of Fermi GRBs with non-thermal spectrum and its energy-resolved light curve fitting
Guangxi Key Laboratory for Relativistic Astrophysics, School of Physical Science and Technology, Guangxi University(广西大学物理科学与技术学院相对论天体物理重点实验室);Institute of Astrophysics, Chuxiong Normal University(楚雄师范学院天体物理研究所)
本文通过分析GRB喷流的光谱和光变曲线,发现高磁化因子的喷流可能由普朗克通量主导,并通过能量分辨光变曲线拟合验证了脉冲宽度与能量的相关性。
2026-01-08 astro-ph.HE
The launching condition of a jet driven by the magnetic field and radiation pressure of an accretion disc
我们发现,当辐射压主导的吸积盘的角速度大于一个临界值时,冷气体可以在辐射压的作用下从吸积盘表面磁发射出去,该临界值随吸积盘厚度H/R(辐射压)的增大而减小.这表明来自圆盘的辐射所施加的力确实有助于发射外流。圆盘中气体的旋转速度取决于穿过圆盘的磁场的强度和磁力线在圆盘表面的倾角B_z/B_r。冷气在磁盘表面的发射条件设定了磁场强度的上限,该上限是磁力线倾角B_z/B_r和磁盘厚度H/R的函数。这意味着一个更严格的约束,最大喷流功率可以从辐射压力占主导地位的吸积盘比传统的均分假设。
2012-12-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
The extremely high peak energy of GRB 110721A in the context of a dissipative photosphere synchrotron emission model
对GRB 110721 A的费米观测(Axelsson等人,2012年)显示,在瞬发辐射的第一时间仓中有一个异常高的峰值能量,约为15 MeV。我们发现,解释是不太可能的内部冲击模型,并确认一个标准的黑体光球模型也不符合。我们表明,耗散光球同步加速器模型,从极端的磁主导的重子为主的动力学,另一方面,能够容纳这样高的峰值。
2012-11-12 astro-ph.HE
GRB prompt phase spectra under backscattering dominated model
提出了一个后向散射主导的伽马射线暴(GRB)瞬发相的瞬发辐射模型,其中在暴中心通过对湮灭产生的光子被流出的恒星软木通过康普顿散射后向散射.我们表明,所获得的光谱是能够解释的低和高能量的斜率,以及在其观察到的提示光谱的谱峰能量的分布。
2021-11-28 astro-ph.HE physics.comp-ph
Many faces of accretion in gamma ray bursts
与其他喷流源类似,吸积为伽玛暴中的相对论喷流提供动力。黑洞是长伽玛暴的核心,是恒星演化的最终产物。在诞生时,一些黑洞必须非常快速地旋转,才能为GRBS提供能量。在某些情况下,黑洞可能在没有形成圆盘/喷气发动机的情况下诞生,然后恒星将在没有电磁瞬变的情况下坍缩。在这一过程中,我们讨论的条件发射可变射流从磁化磁盘在逮捕状态。我们还讨论了坍缩的大质量恒星作为伽玛暴祖先的性质,以及为了使伽玛暴产生明亮的伽玛射线瞬变,恒星必须满足的条件。我们发现黑洞的旋转还受到坍缩物质的自引力的影响。最后,我们评论的性质的吸积盘在极端条件下的核密度和温度,而它可以有助于千诺瓦伴随短伽玛暴。
2021-12-28 astro-ph.HE
Numerical models of blackbody-dominated gamma-ray bursts -- I. Hydrodynamics and the origin of the thermal emission
GRB 101225 A是一类黑体主导(BBD)伽马射线暴(GRB)的原型。有人认为BBD-伽玛暴是由一颗中子星和一颗演化恒星的氦核形成的双星系统合并而成。我们已经模拟了传播的超相对论射流通过环境留下的合并通过相对论流体动力学模拟。在本文中,我们的数值模型的输出后处理,以获得(热)辐射签名产生的外流。我们概述了射流传播的最相关的动力学细节,并将它们与GRB 101225 A类似的GRB事件中热辐射的产生联系起来。对喷流与环境的相互作用进行了全面的参数研究,并将合成光变曲线与观测数据进行了比较。在我们的模型中,热辐射来源于中子星/He核合并过程中喷流和氢包层之间的相互作用。我们发现,缺乏一个经典的余辉和伴随的热辐射在BBD-伽玛暴可以解释的超相对论射流与环形形状的喷出物,其轴重合的二元旋转轴的相互作用。GRB 101225 A在2 d左右发生的光谱反转和红化,可能与超相对论性喷流完全烧蚀起源系统共同包层演化早期阶段喷出的大质量壳层的时间有关。
2014-11-10 astro-ph.HE
Comparison of gravitational waves from central engines of gamma-ray bursts: neutrino-dominated accretion flows, Blandford-Znajek mechanisms, and millisecond magnetars
围绕旋转恒星质量黑洞的中微子主导吸积流是伽马射线暴的中心引擎之一。由于NDAF中微子发射的时变和各向异性导致GRB的变化,NDAF可以被看作是强引力波(GW)的源。我们计算了GW应变对BH自旋和吸积率的依赖关系。我们证明,对于典型的单脉冲或多脉冲GRB,在$\sim 10-100$ Hz的LIGO/Einstein望远镜上,在$\sim 100$ kpc/ $\sim 1$ Mpc的距离上都可以探测到NDAF产生的GWs。除了NDAF之外,另外两个有竞争力的伽玛暴中心引擎候选者是Blandford-Znajek(BZ)机制和毫秒磁星。我们还研究了这两种情况下的GW信号,并将相应的结果与NDAF的结果进行了比较。我们发现,对于一定的伽玛暴,NDAF的可能探测距离比BZ机制的可能探测距离高两个数量级,但比磁星的可能探测距离至少低两个数量级。BZ机制的典型GW频率与NDAF相同,为$\sim 10-100$ Hz,而磁星的典型频率为$\sim 2000$ Hz。因此,可以利用相邻伽玛暴中心发动机释放的GWs来判断伽玛暴中心是否存在N2、BZ喷流或磁星。
2017-10-10 astro-ph.HE
Three-dimensional numerical simulations of structured GRB jets
在发现第一个明确的离轴伽马射线暴(GRB)GRB 170817 A之后,有几项研究试图了解GRB喷流的结构。最初的喷流结构(由中央发动机直接产生)可以部分保留,或者可以通过与环境的相互作用而完全改变。在这项研究中,我们进行三维,特殊的相对论流体动力学模拟的长GRB喷流演变通过一个大质量的祖星。不同的喷流场景被认为是:礼帽,高斯喷流占主导地位的压力或动能,以及一个模型的超新星(SN)加上喷流都通过祖传播。我们发现,当在祖星内部传播时,具有不同初始结构的喷流几乎无法区分。动力学主导的射流比压力主导的射流更快且更准直。喷流内部的祖星的动力学强烈依赖于一个相关的SN,这可以大大减速喷流传播的存在。我们发现,伽玛暴喷流的初始结构是保存,或不,主要取决于喷流准直。初始结构保留在未准直的射流中,即穿过低密度环境的射流。同时,穿过密集环境的射流通过与介质的相互作用而成形,并保持准直。
2022-11-17 astro-ph.HE
Lorentz factor - Beaming Corrected Energy/Luminosity Correlations and GRB Central Engine Models
我们对一个伽玛暴样品进行了实验研究,该样品的初始洛仑兹因子($Γ_0$)由余辉起始法约束,喷流张开角($θ_{\rm j}$)由喷流的破裂时间决定。我们确认了Liang等人(2010)的$Γ_0$ - $E_{γ,\rm iso}$相关性和L{ü}等人(2012)的$Γ_0$ - $L_{γ,\rm iso}$相关性。此外,我们还发现了$Γ_0$与聚束校正后的$γ$射线能量($E_γ$)和平均$γ$射线光度($L_γ$)之间的相关性.还包括动能的余辉,我们发现粗糙的相关性(与较大的散射)之间的$Γ_0$和总($γ$ -射线加动能)的能量和总的平均光度,无论是各向同性值和光束校正值:这些相关性使我们能够测试的数据与伽玛射线暴中心引擎模型。限制我们的样本可能有一个黑洞的中央引擎的伽玛暴,我们比较的数据与理论预测的两种类型的喷流发射机制从黑洞,即非磁化$ν\barν$湮灭机制,和强磁化Blandford-Znajek(BZ)机制。我们发现,数据更符合后者的机制,并讨论了我们的研究结果的伽玛暴喷流成分的影响。
2016-12-20 astro-ph.HE
Probing blackbody components in gamma-ray bursts from black hole neutrino-dominated accretion flows
本研究针对恒星级黑洞-中微子主导吸积流作为伽马射线暴中心引擎的模型,利用7个带已知红移和黑体成分的伽马射线暴检验,证实多数样本参数合理,支持黑体成分来自中微子湮灭的结论。
2024-10-09 astro-ph.HE
Pair-dominated GeV-optical flash in GRB 130427A
我们表明,在GRB 130427 A的双GeV+的光学闪光的光变曲线是一致的,从爆炸波的辐射在风型介质与密度参数$A=ρr^2\sim 5\times 10^{10}$ g cm $^{-1}$。闪光的峰值是由大量的$e^\pm$对产生和爆炸波加热,我们的第一原理计算确定的对加载因子和温度的冲击等离子体。使用详细的辐射转移模拟,我们重建所观察到的双闪光。光学闪光主要由前向激波后面的热等离子体的同步辐射所控制,GeV闪光是由相同的等离子体通过逆康普顿(IC)散射产生的。IC散射的种子光子主要是由即时MeV辐射在第一个几十秒,并由光学X射线余辉之后。IC冷却的热等离子体后面的前冲击再现所有GeV的数据从几秒钟到$\sim 1$天。我们发现在闪光峰值处的冲击波洛伦兹因子为$Γ\approx 200$,正向冲击磁化强度为$ε_B\sim 2\times 10^{-4}$。一个额外的来源是需要在光学和X射线波段的数据在时间$>10^2$ s,我们推测,这个额外的来源可能是一个长期的反向冲击在爆炸喷出物。
2014-05-09 astro-ph.HE
Implication of GRB 221009A: Can TeV Emission Come from the GRB Prompt Phase?
本文证明GRB 221009A的甚高能辐射可源于内部强子耗散,无需奇异过程,且多信使观测支持磁主导抛射物及BZ中心引擎机制。
2023-04-26 astro-ph.HE
Gamma-ray bursts: what do we know today that we did not know 10 years ago?
本文综述了过去十年伽马射线暴物理学的关键进展,涵盖前身星本质、喷流结构、发射机制、能量耗散及TeV光子探测等突破,并展望未来研究方向。
2024-12-24 astro-ph.HE
MultiPulse {\it Fermi} Gamma-Ray Bursts. I. Evidence of the Transition from Fireball to Poynting-flux-dominated Outflow
在伽马射线暴(GRB)中,喷流的成分是一个尚未解决的问题。以前的一些研究表明,伽玛暴的瞬发发射光谱很可能是由几个成分,可能产生于不同的喷流成分。在这里,我们提出了一个系统的分析,以寻找伽玛暴,似乎显示过渡从火球之间的坡印廷通量主导的外流以及分离脉冲在一个单一的爆发,如伽玛暴160626 B,使用伽马射线暴监测数据的\emph{Fermi}卫星。我们获得了43个具有明显多脉冲的伽玛暴,通过时间积分谱分析,发现其中有9个(21%)暴可能存在这种跃迁。然后,我们选择了进一步的四个突发与足够的质量的数据进行详细的时间分辨光谱分析,我们发现,在三个突发的热脉冲是一个前兆。此外,基于时间分辨光谱,我们约束这些热脉冲的外流性质,并发现它们与光球发射的典型性质一致。此外,较软的低能量光谱指数的后期脉冲是兼容的光学薄同步辐射模型。我们的分析表明,多脉冲{ \it Fermi}爆发的一个很好的分数可以获得从火球到坡印廷通量主导流出的转变。
2019-11-08 astro-ph.HE
Internal Energy Dissipation of Gamma-Ray Bursts Observed with Swift: Precursors, Prompt Gamma-rays, Extended emission and Late X-ray Flares
我们联合分析了伽马射线暴(GRB)的BAT和XRT观测到的数据上的雨燕任务的内能耗散过程中,包括前体,即时伽马射线发射,扩展的软伽马射线发射,和后期X射线耀斑的全球观点。贝叶斯块方法被用来分析BAT光变曲线,以确定各种排放事件。我们的研究结果表明,这些排放成分可能共享一个相同的物理起源,这是重复激活的伽玛射线暴中央引擎。我们在伽马射线波段观察到的可能是更广泛的潜在活动的冰山一角。在大约10%的{ \em Swift}伽玛暴中检测到的前体辐射,最好是在那些具有大质量恒星核心坍缩起源的伽玛暴中检测到。另一方面,软扩展发射(EE)尾巴,最好是在那些伽玛暴,有一个紧凑的恒星合并的起源检测。在随后的伽马射线峰值之前的BAT静止阶段期间检测到明亮的X射线发射,这意味着在BAT触发时间之前可以检测到X射线发射。具有软X射线能力的未来GRB警报仪器对于揭示GRB中心发动机活动的早期阶段,揭示GRB中的射流成分和射流发射机制是必不可少的。
2014-05-23 astro-ph.HE
Do Prompt Gamma-ray Burst Fireball Composition Impact on Afterglow Emission? Cases Study for Long GRBs 080916C/090902B and Short GRBs 090510/130603B
Guizhou Normal University(贵州师范大学);Guangxi University(广西大学);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台)
通过分析两个长暴和两个短暴的多波段余辉,发现火球成分不影响余辉,而环境介质密度起关键作用。
2026-06-23 astro-ph.HE
Modeling the Multi-Band Afterglow of GRB 130831A: Evidence for a Spinning-Down Magnetar Dominated by Gravitational Wave Losses?
GRB 130831 A的X射线余辉显示出一个"内部平台",衰减斜率为$\sim$ 0.8,随后在$10^5$ s附近急剧下降,斜率为$\sim$ 6。在下落之后,X射线余辉继续以更浅的衰减进行。光学余辉表现出两个部分的平台分开的发光的光学耀斑,其次是正常的衰减与斜率基本一致的晚时间的X射线余辉。内部X射线平台的衰减比我们在最简单的磁星模型中预期的要陡峭得多。我们提出了一个假设,在磁星经历引力波驱动的r-模不稳定性,自旋下降是由引力波损失占主导地位的陡峭的高原的结束,这样一个相对陡峭的高原可以解释为磁星风的内部发射和急剧下降时,磁星崩溃成一个黑洞可以产生。这种情况还预测了一个持续数百秒的初始X射线平台,其通量近似恒定,这与观测相符。假设磁星风在光学波段的贡献可以忽略不计,我们解释为前向冲击发射的光学余辉调用的能量注入从一个不断刷新的冲击后的即时发射阶段。结果表明,我们的模型基本上可以描述GRB 130831A多带余辉的时间演化。
2016-04-17 astro-ph.HE
Dynamic Monte Carlo Simulations of Radiatively Accelerated GRB Fireballs
提出了一种新的动态蒙特卡罗程序(DynaMo代码),它自洽地模拟了康普顿散射驱动的等离子体动态演化。我们使用DynaMo程序通过改变初始不透明度和重子含量来研究无耗散伽玛暴火球随时间的膨胀和加速。我们研究的不透明度和能量密度的演变最初光学厚,辐射占主导地位的火球在其整个相空间-特别是在$R_{\rm ph} < R_{\rm sat}$制度。我们的研究结果揭示了火球演化的新阶段:一个过渡阶段,径向范围为几个数量级-火球从$Γ\propto R$过渡到$Γ\propto R^0$,一个后湍流加速阶段-火球加速超过光球,和一个汤姆逊主导的加速阶段-其特征是光学厚,物质主导的火球由于汤姆逊散射缓慢加速。我们通过给出洛伦兹因子演化的解析表达式来量化新的相位,这将有助于推导射流参数。
2018-02-06 astro-ph.HE
Neutrino-dominated relativistic shocked accretion flow around rotating black hole: implications for short gamma-ray bursts
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
该研究探讨了中微子主导吸积流在短伽马射线暴能量输出中的作用,揭示了黑洞自转与盘质量之间的关系。
2025-12-03 astro-ph.HE
Predicting spectral parameters in the backscattering dominated model for the prompt phase of GRBs
我们提出了后向散射主导的瞬发辐射模型的新结果,在该模型中,通过对湮灭产生的光子在中心的伽马射线暴(GRB)通过康普顿散射后向散射流出的恒星软木塞。%我们表明,所产生的光谱特征是能够产生的光谱特征,被广泛观察到的伽玛暴。使用伴随韧致辐射的种子光子的康普顿化对湮灭谱,我们表明,所获得的光谱产生范围为$α\sim -1.95$ $-1.1$的低能光子指数,陡峭的高能量斜率$β\sim -3.5$ $-2.4$和光谱峰值能量$\sim$几KeV到几$10\times$ MeV。这些发现与伽玛射线暴瞬发相观测值相一致。
2021-08-05 astro-ph.HE physics.space-ph
Emission from accelerating jets in gamma-ray bursts: Radiation dominated flows with increasing mass outflow rates
我们研究了预期来自伽马射线暴的西向能谱。我们提出了一个分析函数的光谱,是从光球的辐射为主的流动,是在加速。这是最小的可能光谱,它不同于普朗克函数。我们还提出了数值光谱光球过渡到滑行阶段的流动过程中发生的。使用这些光谱模型,我们重新分析费米观测GRB 100507和GRB 101219,这两个已被报道有非常窄的光谱。爆发可以通过光谱模型拟合:对于GRB 101219,光谱与在饱和半径以下或接近饱和半径处发生的光球一致,而对于GRB 100507,光球相对于饱和半径的位置可以确定为时间的函数。在后一种情况下,我们发现光球最初发生在加速阶段,然后过渡到滑行阶段。我们还发现,这种转变发生在同一时间观察到的冷却行为的变化:温度接近常数之前的休息和衰减后。我们认为,这种转变可以解释为增加质量外流率。因此,两个分析的爆发都提供了强有力的证据,证明喷流(最初)是辐射主导的。
2017-08-03 astro-ph.HE
Transition from Fireball to Poynting-flux-dominated Outflow in Three-Episode GRB 160625B
在伽马射线暴(GRB)物理中,喷出物的成分是一个悬而未决的问题。在时间分辨光谱分析中,一些伽玛暴具有准热谱成分,表明其起源于热火球。另一些则显示出一个无特征的非热光谱,称为“带”函数,与同步辐射的起源一致,并表明喷流在中央发动机处是坡印廷通量主导的,很可能也在发射区。也有爆发,显示一个次主导的热分量和一个主导的同步加速器组件建议可能的混合喷流成分。在这里,我们报告了一个非常明亮的伽玛暴160625 B,同时观察到的伽玛射线和光学波长,其即时发射由三个孤立的事件分开长的静止间隔,与每个“子突发”的持续时间分别为$\sim$ 0.8秒,35秒,和212秒,分别。它的高亮度(具有各向同性的峰值光度L $_{\rm p, iso}\sim 4\times 10^{53}$ erg/s)使我们能够在每个事件中进行详细的时间分辨光谱分析,从前兆到主爆发和扩展发射。前两个子爆发的光谱特性是明显不同的,使我们能够观察到从热辐射到非热辐射之间的过渡以及分离的发射事件在一个单一的伽玛射线暴。这样的转变是一个明确的指示射流成分的变化,从火球到坡印廷通量占主导地位的射流。
2017-10-02 astro-ph.HE
On the synchrotron spectrum of GRB prompt emission
伽马射线暴(GRB)的瞬发发射光谱是一个光滑连接的破缺幂律谱,称为带函数。典型的低能光子指数是$\sim -1$,这对标准的同步辐射模型提出了挑战。我们调查的电子能谱作为绝热随机加速(ASA),粒子注入,和同步辐射冷却之间的相互作用的结果。在ASA主导的低能量范围中,ASA使得注入的能谱能够有效硬化以接近谱指数$-1$。在同步辐射冷却为主的高能范围内,注入的高能电子经历快速同步辐射冷却,并具有较软的光子光谱。由于注入电子的能量范围广泛地覆盖ASA和同步加速器冷却主导的范围,所得到的光子数谱分别具有低能量指数$α_s \sim -1$和高能量指数$β_s \sim -p/2-1$。破裂能的数量级为$\sim 100 $ keV,这取决于湍流特性。
2017-12-09 astro-ph.HE
What can we learn about GRB from the variability timescale related correlations?
最近,在伽马射线暴中发现了两个与光固化最小变率时标($\rm MTS$)有关的经验关系式。一种是$\rm MTS$与洛伦兹因子$Γ$之间的反相关,另一种是$\rm MTS$与γ射线光度$L_γ$之间的反相关。这两种相关性都可以用来探索伽玛暴的中心引擎的活动。在本文中,我们试图通过结合两个流行的黑洞(BH)中心引擎模型(即,Blandford \& Znajek机制和中微子主导的吸积流)来理解这些经验相关性。将$\rm MTS$作为中微子主导的吸积流(NNDs)粘性不稳定性的时间尺度,我们发现这些关联有利于由Blandford-Znajek(BZ)机制驱动喷流的情况。
2017-03-15 astro-ph.HE
Ready, set, launch: time interval between BNS merger and short GRB jet formation
GW~170817/GRB 170817的联合探测证实了长期以来的理论,即中子星合并产生短伽马射线暴(sGRB)喷流,可以成功地从周围的喷出物中爆发出来。与此同时,与千诺瓦的联系提供了关于不同喷出物成分的物理性质(如质量和速度)的前所未有的信息。结合这些知识与观测到的亮度和持续时间的宇宙学sGRB检测到的突发警报望远镜(BAT)板载尼尔·格瑞尔斯斯威夫特天文台,我们重新审视sGRB射流的爆发条件。假设sGRB喷流的自准直不起关键作用,我们发现双星合并和发射一个典型的sGRB喷流之间的时间间隔为$\lesssim0.1$ ~s。我们还表明,至少$\sim 30\%$的sGRB的一小部分,通常采用的静态喷出物的假设是不一致的观测,即使极地喷出物的质量是一个数量级小于GRB 170817。我们的研究结果不赞成磁星中央引擎为宇宙学sGRB提供动力,限制了爆发前茧中沉积的能量,并表明在GW 170817 /GRB 170817中观测到的引力波和$γ$射线信号之间的$\sim 1.$ 7~s延迟可能是由喷流到$γ$射线产生地点的传播时间决定的。
2020-05-19 astro-ph.HE
Numerical models of blackbody-dominated gamma-ray bursts -- II. Emission properties
黑体主导的伽马射线暴(BBD)是一种持续时间长、瞬发后存在明显的热成分以及不存在典型余辉的事件。GRB 101225 A是这一类别中最突出的成员。它和BBD-GRB的一个合理的祖先系统是一颗中子星和一颗演化的大质量恒星的氦核合并。利用相对论流体动力学模拟,我们模拟了超相对论射流通过这种合并所产生的环境的传播。在以前的论文中,我们表明,在BBD-伽玛暴的热辐射是链接到一个超相对论喷流的相互作用与喷出的第二颗恒星的二进制的信封。在这里,我们专注于解释BBD-伽玛暴的发射特性,计算整个辐射签名(热和非热)的喷流动力学演化。喷流的前向激波的非热发射在演化的早期阶段占主导地位,此时激波是中等相对论性的。我们的模型不产生经典的余辉,因为射流的快速减速主要是由于光束中的质量夹带,而不是从GRB喷出物前面的外部介质中犁出质量的过程。在伽玛暴后的前80分钟内,反向冲击波的贡献与正向冲击波的贡献大小相同。后来,它很快就消失了,因为喷流/环境的相互作用阻塞了超相对论喷流束,并有效地倾倒了反向激波。与观测结果一致,我们得到相当平坦的光变曲线在第一个2天后的伽玛暴,和光谱演化与观察到的系统变红一致。
2014-10-29 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
Afterglow Linear Polarization Signatures from Shallow GRB Jets: Implications for Energetic GRBs
本文构建半解析工具研究浅喷流GRB余辉偏振,发现其偏振低于顶帽喷流模型,并给出峰值偏振解析表达式,成功解释GRB 221009A的观测上限。
2024-10-20 astro-ph.HE
Gamma-Ray Bursts as Sources of Strong Magnetic Fields
伽马射线暴(GRB)是宇宙中最强的爆炸,由于其极端的性质,可能涉及自然界中最强的磁场。本文综述了磁场在伽玛暴中的可能作用,从伽玛暴的中心引擎,通过其超相对论喷流的发射、加速和准直,到为伽玛暴的$γ$射线发射提供动力的耗散和粒子加速,以及伽玛暴驱动到周围介质中产生长寿命余辉发射的强大冲击波。重点放在近年来有令人感兴趣的发展的特定领域。
2015-07-30 astro-ph.HE
Jet launching in resistive GR-MHD black hole - accretion disk systems
我们研究了黑洞源的相对论喷流的发射机制,特别是来自周围吸积盘的强风。盘风发射的数值研究--吸积-喷射转变的模拟--到目前为止几乎只针对非相对论系统进行。从这些模拟中,我们知道电阻率或磁扩散率在发射过程中起着重要作用。在这里,我们将这种治疗广义相对论磁流体力学(GR-MHD)应用电阻GR-MHD代码rHARM。我们的模型设置考虑一个薄的吸积盘线程由一个大规模的开放磁场。我们用不同的克尔参数、场强和扩散率水平进行了一系列的模拟。事实上,我们发现强大的磁盘风,然而,温和的相对论速度,后者最有可能是由于我们有限的计算域。此外,我们发现,磁扩散率降低吸积和喷射的效率,因为它削弱了磁盘风的磁杠杆臂的效率。环形磁场压力梯度是盘风的主要驱动力,但磁离心驱动也可能有贡献。在我们的模拟中,黑洞的旋转抑制了由于增强的环形磁场压力,似乎是由框架拖曳引起的吸积率。通过比较Blandford-Znajek驱动的中心脊和周围盘风的能量通量,我们发现盘风的总电磁能通量受总物质能通量的支配(因子为20)。物质流出的动能通量相对较小,与布兰德福德-兹纳杰克电磁能通量相当。
2018-04-25 astro-ph.HE
Spectral and Jet Properties of the Quasi-thermal Dominated GRB 210121A, GRB 210610B and GRB 221022B
本文比较多色黑体与黑体加非热模型,诊断三个准热主导 GRB 的喷流磁化与光球层耗散性质。
2024-01-22 astro-ph.HE hep-ph
GRB physics with Fermi
在瞬发相、耀斑和余辉中的伽玛暴辐射被认为是由磁场中的加速电子产生的。这种辐射可能产生于重子外流的无碰撞激波或磁主导(坡印廷通量驱动)外流的重联点(至少对于瞬发和耀斑),在那里可能根本没有激波形成。最近一个惊人的发现是,在重联过程中,通过韦伯不稳定性产生了强的小尺度磁场,非常像相对论冲击产生的磁场。在过去的几年里,相关的物理学已经成功地在2D和在一定程度上在3D中使用PIC模拟进行了广泛的研究。我们讨论了如何这些模拟预测的MeV范围内的同步辐射/抖动发射在一些伽玛暴,这可以观察到费米。回顾了最近在韦伯抖动范式下对GRB瞬发辐射的光谱变率和光谱相关性进行建模的结果,重点是观测预测。
2008-12-31 astro-ph.HE
GRB 110721A: photosphere "death line" and the physical origin of the GRB "Band" function
伽马射线暴(GRB)的瞬发辐射谱通常有一个占主导地位的分量,它可以用唯象的“带”函数很好地描述。这一光谱成分的物理起源是有争议的。虽然传统的解释是同步辐射的非热电子加速内部冲击或磁耗散区,在社会上的一个日益增长的趋势是解释这一组成部分作为修改热辐射从一个伽玛射线暴火球耗散光球。我们分析了用{ \em Fermi} GBM和LAT探测到的GRB 110721 A的含时谱,特别注意了峰值能量$E_p$的快速演化。在$E_p - L$平面上定义了一条热控耗散光球辐射的“死亡线”,并证明了GRB 110721 A的$E_p$在最早期具有很高的$E_p \sim 15$ MeV,超过了“死亡线”。连同发现,一个额外的“肩”组件存在于这个突发是一致的光球起源,我们建议,至少对于某些突发,“带”组件是不是从耗散光球,但必须调用非热起源(如同步加速器或逆康普顿)在光学薄区域的伽玛暴外流。我们还认为,快速的“硬到软”光谱演变与光学薄区域中以磁为主的外流中磁能的快速释放是一致的。
2012-09-18 astro-ph.HE
Analytical Solution of Magnetically Dominated Astrophysical Jets and Winds: Jet Launching, Acceleration, and Collimation
我们提出了一个解析解的高度磁化喷流/风流。一般无力喷流/风方程(“脉冲星”方程)的左边被分成旋转和非旋转项。这两个方程的任何一项都可以解析求解,并且两个解彼此匹配得很好。因此,我们获得了磁主导喷流/风的一般近似解,该解涵盖了非相对论性到相对论性区域,并且漂移速度与冷等离子体速度很好地匹配。射流的加速包括三个阶段。(1)喷流位于阿尔文临界面(即轻圆柱)内,具有非相对论性速度,并由环形运动主导。(2)喷流超过阿尔文临界面,在那里,流动由极向运动主导,并变得相对论。这两个阶段的总速度遵循相同的规律$vΓ=ΩR$。(3)用$vΓ\approx1/\left(θ\sqrt{2-ν}\right)$代替演化规律,其中$θ$是射流的半张角,$0\leqν\leq2$是由磁场配置确定的自由参数。这是因为早期的有效加速最终打破了射流中不同部分之间的因果关系,阻止了全局解决方案。喷气机必须携带局部电荷和电流,以支持电磁平衡。该近似解与已知的理论结果和数值模拟结果一致,并且更便于直接与观测值进行比较。这个理论可以用来限制天体物理喷流中黑洞的自旋。
2021-01-14 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Repeated partial disruptions in a WD-NS or WD-BH merger modulate the prompt emission of long-duration merger-type GRBs
本文提出长时标并合型伽马射线暴GRB 230307A、060614和211211A源于白矮星与中子星或黑洞的并合,重复部分潮汐瓦解导致光变曲线出现准周期调制,并据此约束了白矮星质量。
2024-09-04 astro-ph.HE
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