Thermal and non-thermal emission from the cocoon of a gamma-ray burst jet
本文对相对论性喷流通过伽马射线暴（GRB）母星及其周围环境时产生的热茧进行了流体动力学模拟，计算了热茧辐射的光变曲线和光谱。来自茧的辐射有一个近似热谱，峰值在X射线波段，在观测者框架内持续几分钟;茧辐射开始的时间与来自爆发的$γ$射线触发伽马射线暴卫星上的探测器的时间大致相同。各向同性茧光度（$\sim 10^{47}$ erg s $^{-1}$）是相同的数量级的X射线光度的一个典型的长伽玛射线暴余辉在平台阶段。这种辐射在雨燕数据中应该是可以识别的，因为它的近热光谱与稍亮的幂律分量不同。对这种热成分的探测将提供有关伽玛射线暴祖星的大小和密度分层的信息。来自茧的光子也被相对论性喷流中的电子逆康普顿（IC）散射。通过对数值模拟结果的后处理，给出了IC的光变曲线和光谱。对于典型的伽玛暴参数，IC谱位于10 keV-MeV带.该IC分量的检测将提供对GRB射流洛伦兹因子的独立测量，并且它还将有助于确定射流磁化参数。
2018-05-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Prompt Neutrino Emission of Gamma-Ray Bursts in the Dissipative Photospheric Scenario Revisited: Possible Contributions from Cocoons
高能中微子可能起源于伽马射线暴（GRB）事件的不同阶段。在这项工作中，我们重新讨论了耗散光球的情况下，伽玛暴的即时发射产生的光球半径。同时，可能的耗散机制（例如，内部冲击或磁重联）可以将宇宙射线（CR）加速到超高能量，然后通过强子核和光强子过程产生中微子，这被称为瞬发中微子。本文在自洽的分析框架下，考虑了喷丝茧结构和可能的准直效应，得到了单个伽玛暴的瞬发中微子谱。我们调查了一个可能的中微子信号从茧，这在以前的研究中被忽略了。我们发现，如果一个伽玛暴事件发生在一个Mpc的数量级的距离，有一个很大的机会观察到中微子发射的茧冰立方，这是更有希望比喷流中微子，因为茧的开口角大得多。我们还计算了伽玛暴茧的散射中微子通量，发现它可以与喷流的散射中微子通量相比较。我们的结果与IceCube合作报告的最新结果一致，即在新数据中未发现中微子事件与观测到的GRB之间存在显著相关性（Aartsen et al. 2017）。
2017-06-05 astro-ph.HE
Jet Propagation in Expanding Medium for Gamma-Ray Bursts
双星中子星（BNS）合并事件GW 170817清楚地表明，BNS合并发射了一个短的伽马射线暴（sGRB）喷流。与周围介质静止的BNS星不同，在BNS合并中，喷流通过以相当大的速度（$\sim 0.2c$）向外膨胀的合并喷出物传播。在这里，我们提出了半解析和解析模型来解决伽玛暴射流通过其周围介质的传播。这些模型改进了我们以前的模型，包括射流准直茧自洽。我们还进行了一系列的二维数值模拟的射流传播在BNS合并和在Bensars来测试我们的模型。我们的模型在各个方面（射流头半径，茧的横向宽度，包括准直，茧压力，射流茧形态的射流张开角）与数值模拟是一致的。茧的能量组成被发现是不同的，这取决于周围介质是否正在扩大或不;在BNS合并射流的情况下，茧的能量主要是由动能，而它主要是由内能在BNS合并射流。我们的模型将有助于估计电磁对应的引力波。
2020-10-21 astro-ph.HE
The late jet in gamma-ray bursts and its interactions with a supernova ejecta and a cocoon
在伽马射线暴（GRB）的X射线余辉中观察到的晚期X射线耀斑表明，在爆发后的几分钟到几小时内，中央发动机活动较晚。几个明确证实的超新星与附近长伽玛暴关联的案例意味着伴随的超新星样成分可能是所有长伽玛暴事件的共同特征。这些促使我们研究一个晚喷流的相互作用，负责一个X射线耀斑，在一个恒星爆炸的各种组件，负责一个伽玛射线暴。这些组成部分包括超新星壳状喷出物，以及产生GRB的主喷流本身穿过祖星传播时产生的茧。我们发现，晚期喷流与超新星喷出物之间的相互作用可能会产生持续约10 s的发光（高达10^49 erg s^-1）热X射线瞬变。后期喷流和茧之间的相互作用产生同步自吸收非热发射，与观察到的峰值X射线通量密度从0.001微焦耳至1毫焦耳在1千电子伏和峰值光通量密度从0.01微焦耳至0.1焦耳（红移z= 2）。后期射流-蚕茧相互作用产生的光变曲线具有非常小的脉宽-时间比，Δt / t \approx 0.01 - 0.5，其中t是自爆发触发以来的脉冲峰值时间。在当前和未来的观测中识别这些特征将为GRB祖星的研究开辟一个新的前沿。
2010-01-12 astro-ph.HE
Shear Particle Acceleration in Structured Gamma-Ray Burst Jets: IV. Thermal {\em vs.} Non-thermal Emission of the Jet Cocoon
Guangxi University（广西大学）；Guizhou Normal University（贵州师范大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
以GRB 090902B为例，研究在结构喷流框架下，弱散射区中混合喷流-茧区域产生的准热电子分布如何解释观测到的热成分，并通过与强散射区的对比揭示GRB谱多样性的起源。
2026-05-24 astro-ph.HE
Signatures of a jet cocoon in early spectra of a supernova associated with a $γ$-ray burst
长伽马射线暴标志着大质量恒星的死亡，这一点可以从它们与高能的宽线带状包层超新星的关系中得到揭示。由于缺乏附近的事件和亮度的伽玛暴余辉，占主导地位的第一天的排放，迄今为止，阻止了研究的非常早期阶段的GRB-SN的演变。在这里，我们展示了与GRB 171205 A相关的SN 2017 iuk的详细多历元光谱观测，这些观测显示了爆发后第一天内$\sim$ 100，000 km s $^{-1}$极高膨胀速度下的特征。这些高速成分的特征是化学丰度与SN 2017 iuk喷出物中观察到的化学丰度不同。使用为SN 2017 iuk开发的光谱合成模型，我们解释了这些早期特征不是来自超新星喷出物，而是来自于由轻度相对论性GRB喷流扩展到祖星周围介质中的能量注入所产生的热茧。这个茧迅速变得透明，并在爆发后三天开始占主导地位的超新星发射中黯然失色。这些结果表明，喷流不仅在GRB事件中起着重要的作用，而且在与之相关的超新星中也起着重要的作用。
2019-01-16 astro-ph.HE
The soft X-ray transient EP241021a: A cosmic explosion with a complex off-axis jet and cocoon from a massive progenitor
本研究利用爱因斯坦探针等多波段观测，分析软X射线暂现源EP241021a的余晖，发现其由结构化喷流与复杂环境相互作用产生，含低洛伦兹因子喷流翼、轴外喷流核心及两种不同相对论性茧状结构，为X射线闪模型提供观测依据。
2025-09-24 astro-ph.HE
First Light of Neutron Star Mergers: Off-axis Cocoon Cooling X-ray Emission from Short Gamma-Ray Burst Jets
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Department of Astronomy and Theoretical Astrophysics Center, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校天文学与理论天体物理中心）
本文通过流体动力学模拟和辐射后处理，发现短伽马射线暴喷流驱动的茧冷却产生偏轴X射线瞬变，可被爱因斯坦探针探测，为识别中子星并合提供早期电磁对应体。
2026-10-05 astro-ph.HE
An up-scattered cocoon emission model of Gamma-Ray Burst high-energy lags
费米伽马射线太空望远镜最近探测到了迄今为止能量最高的伽马射线暴GRB 080916 C，并报告了它在极宽光谱范围内的详细时间特性：（i）在$10 {\rm keV}-10$ GeV能量范围内，时间分辨谱可用破幂律形式很好地描述，（ii）高能发射（在$ε> 100$ MeV）相对于$ε\lesssim 1$ MeV发射延迟$\approx 5$ s，和（iii）发射开始时间在较高能带中向较晚的时间偏移。我们表明，这种行为的高能量发射可以解释一个模型，其中的即时发射包括两个组件：一个是由于在喷流的内部冲击中加速的电子的同步自康普顿辐射而在$ε\sim 1$ MeV处达到峰值的发射分量，另一个是由于膨胀茧的光球X射线发射的上散射而在$ε\sim 100$ MeV处达到峰值的分量（也就是说，由原始恒星内部喷流能量的耗散产生的热气泡）离开喷流中的相同电子。在此基础上，我们导出了这一伽玛暴的母星半径和茧的总能量和总质量的约束条件，这些约束条件可以提供关于母星结构和喷流在恒星中传播的物理条件的信息。上散射茧辐射对其他费米伽玛暴也有重要意义。我们讨论了这个模型的一些预测，包括提示明亮的光发射和软X射线过剩。
2009-10-30 astro-ph.HE
Significant cocoon emission and photosphere duration stretching in GRB 211211A: a burst from a neutron star - black hole merger
本文利用结构化喷流的概率光球模型，通过持续时间拉伸效应解释了GRB 211211A异常长持续时间的成因，结合热茧辐射和红千新星分量拟合光曲线，论证了其中子星-黑洞并合起源，并给出了X射线余辉平台的新解释。
2023-05-21 astro-ph.HE
Short-duration gamma-ray bursts from off-axis collapsars
我们提出了2D高分辨率的流体动力学模拟的相对论流出的长持续时间伽马射线暴的祖先。我们分析了在宽的离轴角度的流出物的属性，产生的膨胀的热茧，围绕喷流内的祖星。我们发现，在宽角度的茧发射可能具有类似的属性的持续X射线发射的短持续时间伽马射线暴的子类。我们计算了预测的持续时间分布、红移分布和余辉亮度，发现它们都与观测到的持续辐射短伽玛暴的性质一致。我们建议，SN组件，宿主星系的属性，和晚余辉观测可以作为一个重要的测试，以验证这个模型。
2010-05-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Jet-Cocoon Geometry in the Optically Dark, Very High Energy Gamma-ray Burst 201216C
我们提出了一个伽玛射线暴201216 C的无线电观测活动的结果，结合公开的光学和X射线数据。MAGIC探测到的甚高能量（VHE，> 100 GeV）辐射使其成为出版时的第五个VHE GRB。光学光变曲线和X射线光变曲线之间的比较表明，GRB 201216 C是一个暗GRB，即光发射被显著吸收，并且比X射线探测的预期更暗。我们的e-MERLIN数据还显示了衍射星际闪烁的证据。我们可以通过阻尼光变曲线研究宿主星系和银河系中伽马射线暴视线方向上的柱密度，也可以通过闪烁研究研究伽马射线暴。我们发现，余辉是最好的模拟使用喷茧几何形状内的恒星风环境。用多分量模型对数据进行拟合，我们估计~ 25天前的光学、X射线和高频射电数据来自于一个各向同性等效动能为（0.6-10）× 10^52 erg、张角为~1- 9度的超相对论性喷流。从第28天开始，猫鼬探测到的低频无线电发射是由茧产生的，其动能比茧低2到7个数量级（0.02-50）x10^48 erg。这两个组成部分的能量是可比的，在模拟这种情况下得出的。
2022-04-12 astro-ph.HE
The structure of hydrodynamic $ γ$-ray burst jets
伽玛暴喷流在发射后，在爆发前通过稠密介质传播。射流-介质相互作用导致形成复杂的结构化流出，通常称为“结构化射流”。射流介质相互作用的基础物理设置后爆发射流形态从来没有被系统地探讨。在这里，我们使用一套三维模拟遵循流体动力学长和短的伽马射线暴（GRB）射流爆发后的演变，研究爆发后的相互作用引起的结构。我们的模拟功能Rayleigh-Taylor手指，从茧到射流生长，混合茧与射流材料和不稳定的射流。这种混合产生了一个以前未识别的区域，该区域将射流从茧中包裹起来，我们将其表示为射流-茧界面（JCI）。长的伽玛暴经历强烈的混合，导致大部分喷流能量漂移到JCI中，而在短的伽玛暴中，较弱的混合是可能的，导致两个分量中相当数量的能量。值得注意的是，射流结构（射流核心加JCI）可以用简单的通用角幂律分布来表征，幂律指数仅取决于混合水平。这一结果支持常用的幂律角分布，而不利于高斯射流。在更大的角度，茧占主导地位，结构更加复杂。混合形状的即时发射光曲线，并意味着典型的长伽玛暴余辉是不同的短伽玛暴。我们的预测可以用来推断喷流的特点，从即时和余辉观测。
2020-11-01 astro-ph.HE
Thermal components in the early X-ray afterglows of GRBs: likely cocoon emission and constraints on the progenitors
伽马射线暴（GRB）的早期X射线余辉通常可用吸收功率定律来描述。然而，在某些情况下，已经确定了额外的热组件。这种发射的起源是有争议的，提出的解释包括超新星激波爆发，从围绕喷流的茧发射，以及从喷流本身发射。需要更大的检测样本，以便对这些不同的模型进行约束。在这里，我们提出了一个时间分辨光谱分析74伽玛暴观测的雨燕XRT在寻找热成分。我们报告在我们的样本中检测到六个，并确认了另外三个案件，以前在文献中报道。这些爆发中的大多数都具有约2 x 10^{12} cm的窄黑体半径范围，尽管具有大范围的光度（L ~ 10^{47} - 10^{51} erg s^{-1}）。这指出了与祖先恒星有关的起源，我们认为从厚风中破茧而出的辐射可以解释这些观测结果。对于样本中的两个爆发，更有可能的解释是来自喷流的晚期即时发射。我们还发现，这些热成分优先检测时，X射线光度低，这表明他们可能被隐藏在大多数的伽玛暴明亮的余辉。
2017-11-08 astro-ph.HE
Fast X-ray Transients produced by Off-axis Jet-Cocoons from Long Gamma-Ray Bursts
Nanjing University（南京大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
通过数值模拟相对论喷流传播及茧冷却辐射，发现离轴视角下茧发射可产生快速X射线暂现源，解释其高光度、软谱和无伽马射线对应体等特征，并预言早期紫外闪和光学平台。
2026-05-08 astro-ph.HE
Shocked jets in CCSNe can power the zoo of fast blue optical transients
本文提出富氢坍缩恒星发射的相对论性喷流与恒星相互作用形成激波茧层，其冷却辐射可同时解释快速蓝色光学暂现源的光学、射电和X射线多波段观测特征，并排除了非准直外流模型。
2025-07-21 astro-ph.HE
Early Thermal X-ray Emission from Long Gamma-ray Bursts and Their Circumstellar Environments
我们对超相对论性喷流在大质量恒星和星周物质中的传播进行了一系列流体力学计算，以研究喷出物和星周物质之间的相互作用。我们成功地区分了两种性质不同的情况，其中喷出物是冲击的和冷却的。为了检验茧是否以亚相对论速度膨胀发出任何可观察到的信号，我们计算了茧的预期光球发射。发现这种辐射可以解释最近在某些伽马射线暴中发现的早期热X射线辐射。这一结果表明，可以通过观测γ射线暴早期的热X射线辐射来探测γ射线暴的星周环境差异。
2013-01-11 astro-ph.HE
Evidence for Cocoon Emission from the Early Light Curve of SSS17a
斯沃普超新星巡天2017 a（SSS17 a）是被发现的第一个光学对应的引力波事件GW 170817。虽然它的光变曲线在几周的时间尺度上大致符合r过程驱动瞬变的预期亮度和红色，但对高速物质在最初几天发出蓝色的解释并不清楚。在这里，我们表明，幂律演化的光度，温度和光球半径在这些早期的时间可以解释冷却的冲击加热物质周围的中子星合并。这种加热可能来自于伽马射线暴喷流与合并碎片的相互作用，即所谓的茧状发射。我们总结了这种发射的性质，并提供了公式，可用于研究未来的检测合并中子星的冲击冷却。这表明，光学瞬变测量应该寻找这种早期的蓝光，如果他们希望在合并后尽快找到离轴伽马射线暴和双中子星引力波事件。
2018-03-09 astro-ph.HE
High-energy neutrinos from late-time jets of gamma-ray bursts seeded with cocoon photons
Astronomical Institute, Graduate School of Science, Tohoku University（东北大学理学研究科天文学研究所）；Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学交叉科学前沿研究院）
本研究针对伽马射线暴晚期喷流特征不明的问题，考虑茧的外部种子光子的增强作用，估算不同参数下晚期辐射相关中微子的可探测性，发现IceCube-Gen2叠加千级事件有望探测，且未探测也能约束喷流特征。
2026-08-21 astro-ph.HE hep-ph
Luminous supernova-like UV/optical/infrared transients associated with ultra-long gamma-ray bursts from metal-poor blue supergiants
贫金属的大质量恒星通常会以蓝超巨星（BSG）的形式结束生命。来自这些祖先的伽马射线暴（GRB）可能具有超长的相对论喷流持续时间。例如，Z ~ 10-20处的第III族（Pop III）伽玛暴可能是可观测到的富X射线事件，其典型持续时间为T_90 ~ 10^4（1+z）秒。最近的GRB 111209 A在z = 0.677处具有T_90 ~ 2.5*10^4秒的超长持续时间，因此有人认为它的祖先可能是本地宇宙中的贫金属BSG。在这里，我们建议发光的紫外/光学/红外辐射与这样一个新的类的伽玛射线暴从金属贫BSG。在喷射头突破祖包层之前，喷射注入的能量被储存在热等离子体茧中，最终出现并膨胀为装载重子的火球。结果表明，茧状火球的光球辐射在紫外/可见波段（E_peak ~ 10 eV）具有非常高的亮度（L_peak ~ 10^（42-44）erg/sec），在静止坐标系中的典型持续时间约为100天。这样的茧排放从流行III伽玛射线暴可能会检测到红外波段在流行III伽玛射线暴后~年，在z ~ 15的未来设施，如JWST。我们还认为，GRB 111209 A可能在紫外/可见光波段重新变亮，AB星等< 26。来自当地贫金属BSG的茧状发射可能已经被观察到为没有GRB的发光超新星，因为它们可以从喷流的离轴方向看到。
2013-04-16 astro-ph.HE
Radio emission from the cocoon of a GRB jet: implications for relativistic supernovae and off-axis GRB emission
相对论性超新星是Ic型超新星的一个子类。他们的非热，无线电发射显着不同，从常规的Ic型超新星，因为他们有一个快速的膨胀速度（与速度$\sim$ 0.6-0.8 c），这不能解释一个“标准”，球形SN爆炸，但主张一个快速发展，温和的相对论喷出物与SN。本文计算了伽马射线暴长喷流（GRB）的茧层发射的同步辐射。结果表明，膨胀茧的能量和速度，以及射电非热光变曲线和光谱与相对论SNe中观测到的一致。因此，这一事件的无线电发射不是来自SN激波阵面，而是来自GRB喷流通过祖星产生的温和相对论茧。我们还表明，茧射电辐射占主导地位的伽玛射线暴辐射在早期的离轴，和流量可以在较晚的时候与轴上伽玛射线暴相比，如果茧的能量至少是可比的伽玛射线暴能量。
2018-07-31 astro-ph.HE
Can an Off-axis Gamma-Ray Burst Jet in GW170817 Explain All the Electromagnetic Counterparts?
在GW 170817中首次发现了来自两颗中子星（NS）合并的引力波，以及各种电磁（EM）对应物。为了对NS合并产生的相对论喷流进行约束，我们计算了（1）离轴喷流产生的短伽马射线暴sGRB 170817 A，（2）喷流驱动茧产生的光红外macronova（或kilonova），特别是蓝色macronova，以及（3）喷流与星际介质相互作用产生的X射线和无线电余辉中的EM信号。我们发现，一个典型的sGRB喷流与这些意见是一致的，有一个参数空间，以解释所有的意见，在一个统一的方式与各向同性的能量$\sim 10^{51}$ - $10^{52}$ erg，开角$\sim 20^{\circ}$，和视角$\sim 30^{\circ}$。离轴发射比点源的情况下更少去波束，因为视角与开度角相当。我们还分析表明，射流能量加速合并喷出物的一个公平的分数，以亚相对论速度$\sim 0.3$ - $0.4$ c作为茧在很宽的参数范围内。环境密度可能是低的$\sim 10^{-3}$ - $10^{-6}$ cm $^{-3}$，这可以通过未来对射电耀斑和X射线残留的观测来检验。
2018-04-08 astro-ph.HE gr-qc
Cocoon cooling emission in neutron star mergers
本文通过二维流体动力学模拟和解析计算，研究了中子星并合中由短伽马射线暴喷流加热的茧的电磁冷却辐射，发现其在早期紫外波段亮度超过千新星，并阐明了多信使时代的物理参数依赖性。
2023-06-26 astro-ph.HE
Scattered Short Gamma-Ray Bursts as Electromagnetic Counterparts to Gravitational Waves and Implications of GW170817 and GRB 170817A
在两颗中子星（NS）合并产生的微弱短伽马射线暴sGRB 170817 A和随后的引力波（GW）GW 170817中，光谱峰值能量太高，不能仅用正则离轴发射来解释。我们调查离轴外观sGRB提示发射散射的茧，这是通过射流合并喷出物相互作用，无论是次相对论或轻度相对论速度。我们发现，sGRB 170817 A的观测特性，特别是高峰值能量，可以一致地解释为具有典型sGRB喷流的汤姆逊散射发射，以及其典型的离轴发射，支持NS-NS合并是sGRB的起源。散射发生在离中央发动机不远的$\lesssim 10^{10}$- $10^{12}\,{\rm cm}$，这意味着sGRB瞬发辐射的光球或内部激波起源。喷流和茧之间的边界是尖锐的，这可以通过未来的离轴余辉观测来探测。散射模型预测的光谱峰值能量的分布与观测到的相似，但截止值在$\sim$ MeV能量附近，并且与全球Ws的亮度、持续时间和时间滞后相关，从而提供了一种将其与其他模型区分开来的方法。
2018-09-19 astro-ph.HE gr-qc
Intrinsic properties of the engine and jet that powered the short gamma-ray burst associated with GW170817
GRB 170817 A是一个亚亮短伽马射线暴，在中子星合并产生的引力波信号GW 170817之后约1.74 s被探测到。现在，它被理解为一个离轴事件，由指向观察方向15至30度的相对论性喷流茧提供动力。茧是由初始喷流与合并残余物的非相对论重子风相互作用而激发的，导致了具有窄核和宽翼的结构化流出。在本文中，我们耦合的结构化外流与模型的喷风相互作用的观测约束约束的内在属性，喷气发动机发射的中央，包括其时间延迟的合并事件。使用磁化BNS合并模拟的启发风处方，我们发现，喷气发动机在约0.4秒的合并，这意味着1.74秒观察到的延迟主要是由火球传播到光球半径。我们还约束，第一次为任何伽马射线暴，喷射开口角在注射，并设置一个下限，其渐近洛伦兹因子。这些发现表明，最初坡印廷通量占主导地位的射流，通过电磁过程发射。如果喷流是由吸积黑洞提供动力的，它们也会对亚稳态中子星遗迹的生存时间产生重大限制。
2020-06-09 astro-ph.HE gr-qc
Possible X-ray Cocoon Emission from GRB 050709
本文重新分析GRB 050709的瞬时辐射，发现硬尖峰后的软尾可能来自相对论性喷流形成的茧，并据此推断其喷流比两个同类暴更接近轴向。
2024-04-03 astro-ph.HE
The cocoon emission - an electromagnetic counterpart to gravitational waves from neutron star mergers
短伽马射线暴（SGRB）被认为是由致密的双星合并（中子星-中子星或黑洞-中子星）产生的。如果是这样的话，它们的喷流必须穿透在合并过程中喷出的外流。当射流穿过喷出物时，它会耗散能量，产生一个热茧包围它。我们在这里提出了合并流出中射流传播的3D数值模拟，并计算了由此产生的排放。这种辐射由两部分组成：冷却辐射，热茧的热能泄漏，以及茧材料放射性衰变产生的茧macronova。这种发射给出了一个简短的（约一小时）蓝色，广角信号。虽然外流和喷流的参数是不确定的，但对于我们所考虑的配置，信号是明亮的（~ -14 $-$ -15绝对幅度），并且胜过所有其他预测的紫外光信号。当射流爆发时间较长时，信号较亮，并且其峰值亮度不强烈依赖于高度不确定的不透明度。快速搜索这样的信号是探测电磁合并对应物的一种有前途的策略。探测到的候选者之后，可以进行深红外搜索，寻找从其余喷出物中产生的较长但较弱的macronova。
2017-10-23 astro-ph.HE
Shear Particle Acceleration in Structured Gamma-Ray Burst Jets: II. Viewing Angle Effect on the Prompt Emission and Application to GRB 170817A
针对结构化喷流的视角效应，研究剪切加速电子辐射，发现同步辐射和SSC辐射峰值波段及视角不敏感性，用模型解释GRB 170817A瞬时谱并提出联合观测验证建议。
2025-02-16 astro-ph.HE
Cocoon shock breakout emission from binary neutron star mergers
本研究通过广义相对论流体力学模拟调查双中子星合并中的茧激波突破辐射，发现抛射物外层形状显著影响辐射信号，延伸尾部与 GRB 170817A 观测一致，贝叶斯分析表明中心引擎轻微偏好黑洞情形。
2025-03-11 astro-ph.HE gr-qc
A Unified Model for the Emission of Supernova-Associated Fast X-ray Transients: Case Studies of EP240414a, EP250108a, and GRB~171205A
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）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）
针对EP240414a等超新星关联快速X射线暂现源，提出磁星驱动的统一模型，解释其热到非热辐射演化及与伽马射线暴超新星的共同起源。
2026-06-29 astro-ph.HE
Late Engine Activity in Neutron Star Mergers and Its Cocoon: An Alternative Scenario for the Blue Kilonova
本研究针对GW170817中早期蓝千新星的起源难题，通过解析建模研究中子星并合晚期喷流在抛射物中的传播，发现晚期喷流加热的包层辐射可解释蓝千新星，并估算了相关探测率，为中子星并合研究提供了新的电磁探测途径。
2024-01-26 astro-ph.HE
High-energy neutrino emission associated with gravitational-wave signals: effects of cocoon photons and constraints on late-time emission
Tohoku University（东北大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Kyoto University（京都大学）
该研究探讨短伽马射线暴长时标喷流产生的高能中微子探测前景，结合茧光子与宇宙射线的相互作用构建模型，发现IceCube-Gen2与第二代引力波探测器有望在约10年内观测到相关中微子信号，还能约束喷流物理量并应用于特殊伽马射线暴。
2026-08-21 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The Landscape of Collapsar Outflows: Structure, Signatures and Origins of Einstein Probe Relativistic Supernova Transients
本文基于三维广义相对论磁流体动力学模拟，提出坍缩星外流由摆动的礼帽形喷流、茧状物和吸积盘驱动外流等多组分构成，统一解释了爱因斯坦探针暂现源中早期光学辐射、突然再增亮及多波段光变曲线等观测特征。
2025-09-21 astro-ph.HE
EP240414a: Off-axis View of a Jet-Cocoon System from an Expanded Progenitor Star
本文用喷流—茧模型解释FXT EP240414a的多波段演化，约束喷流与内茧能量、观测角及约3 R⊙的膨胀氦星前身星。
2025-03-31 astro-ph.HE
A cocoon shock breakout as the origin of the $ γ$-ray emission in GW170817
在中子星合并引力波信号GW 170817之后出现的短伽马射线暴GRB 170817 A不是一个普通的sGRB。它比之前看到的最弱的sGRB弱三个数量级，并且它的光谱显示出硬早期信号，然后是较软的热光谱，这是独一无二的。首先，我们表明，$γ$射线必须至少从温和的相对论流出，这意味着一个相对论性喷流发射合并后。然后，我们表明，观测结果与温和的相对论冲击爆发的预测是一致的：分钟$γ$射线能量相比，总能量和一个相当平滑的光变曲线与硬软的演变。我们在这里提出了一个新的分析研究和详细的数值2D和3D相对论流体动力学和辐射模拟，支持的图片中，观察到的$γ$ -射线来自合并的喷出物的茧的冲击爆发（Kasliwal 2017）。茧可以由不产生sGRB（在任何方向上）的阻塞射流形成，也可以由沿着远离我们的系统轴产生未检测到的规则sGRB的成功射流形成。值得注意的是，对于阻塞射流模型，由喷出物产生的macronova信号（由茧的冲击部分提升到高速）和由冲击茧材料与周围物质相互作用产生的无线电，与观察到的UV/光学/IR发射和当前的无线电观测一致。最后，我们讨论的可能性，喷出物内的射流传播可能光解的一些重元素，并可能影响喷出物的一部分的组成，反过来，不透明度和早期macronova轻。
2018-05-18 astro-ph.HE
Linking burst-only X-ray binary sources to faint X-ray transients
只有爆发的源是X射线源，只在短时间爆发时出现，但没有持续的发射（至少用导致发现它们的监测仪器）。这些爆发的光谱特征与中子星表面的热核（I型）爆发一致，将爆发源与中子星X射线二元瞬变联系起来。我们已经进行了一系列的快照观测的整个样本的爆发只有源与雨燕卫星。我们发现了一些爆发源，并检测到微弱的候选人可能代表他们的静止同行。此外，我们观察到三个准持久的微弱X射线二进制瞬态。最后我们在中子星瞬变的框架下讨论了纯爆发源和准持续源。
2009-05-05 astro-ph.HE
Shear Particle Acceleration in Structured Gamma-Ray Burst Jets: III. The Radiation Physics of Bright Prompt Optical Flash
针对伽马射线暴明亮瞬时光学辐射物理的谜题，提出基于结构化喷流混合喷流-星茧（MJC）区域的剪切粒子加速模型，通过电子同步辐射和SSC过程合理解释了GRB 990123等的光学闪及光谱特征，并推断其喷流高度磁化。
2025-08-09 astro-ph.HE
The structure of weakly-magnetized $ γ$-ray burst jets
伽马射线暴（GRB）喷流与密集介质的相互作用促进了沿喷流边界的局部流体动力学不稳定性的增长。在配套文件中，我们研究了流体动力学（未磁化）射流的演变，发现射流茧材料的混合会产生一个界面层，称为射流茧界面（JCI），它包含了系统能量的一个重要部分。我们发现，角结构的射流+ JCI，当他们达到同源相，可以近似为一个扁平的核心（射流）+幂律函数（JCI）的指数，取决于混合的程度。在本文中，我们研究了次优势的环形磁场对射流的演变和形态的影响。我们发现弱场可以稳定喷流以对抗局部不稳定性。混合的抑制减小了JCI，从而重塑了射流的爆发后结构。尽管如此，外流的整体形状仍然可以近似为一个扁平的核心+幂律函数，虽然JCI幂律衰减更陡峭。在长的伽玛暴射流中，弱场的影响更为突出，在那里，流体动力射流中的混合更强。在短的伽玛暴喷流中，弱磁化喷流和非磁化喷流都存在小的混合。这一结果影响了预期的射流发射，这是由射流的形态。因此，长伽玛暴的瞬发和余辉观测可以作为对喷注底部磁性的探测。
2020-08-19 astro-ph.HE
Diffusive photospheres in gamma-ray bursts
光球辐射可能起源于两种性质不同的相对论外流：在光球半径处外流内部的光子散射，或辐射扩散到外流的边界。本文通过测量几个伽马射线暴（GRB）早期余辉中热分量的温度和通量，以及瞬发相的总通量，确定了外流的初始半径及其洛伦兹因子。结果表明，在某些情况下，外流有相对较低的洛伦兹因子$Γ<10$，有利于茧的解释，而在其他情况下，洛伦兹因子较大的$Γ>10$，表明扩散光球起源的热组件，与超相对论外流。
2020-03-25 astro-ph.HE
EP250108a/SN2025kg: A Magnetar-powered Gamma-Ray Burst Supernova Originating from a Close Helium-star Binary via Isolated Binary Evolution
EP250108a/SN2025kg的前身可能是一个低质量氦星，通过近距双星演化中伴星的潮汐作用获得角动量，由磁星驱动产生伽马射线暴。
2025-11-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
The role of jet-cocoon mixing, magnetization and shock breakout in neutrino and cosmic-ray emission from short GRBs
本文对强、弱磁化的伽马射线暴喷流在双中子星（BNS）合并喷出物中的传播进行了GRMHD和RMHD模拟。使用模拟，我们首先发现，射流和茧之间的混合，这是存在于所有类型的射流，抑制形成subphotospheric碰撞冲击。然而，我们表明，一个温和的磁化可能会导致形成无碰撞的子冲击，使有效的质子加速。我们考虑剪切加速和扩散冲击加速在准直冲击，内部冲击，冲击爆发，和外部冲击，提供第一个自洽的估计中微子和宇宙射线（CR）的信号从伽玛暴在BNS合并。我们发现，短伽玛射线暴不产生可检测的中微子信号与目前的设施。冲击爆发产生$ \sim 10 $ PeV中微子在视角$\sim20^\circ $，独立的喷流磁化。然而，来自冲击爆发的中微子信号远低于当前探测器的探测极限。这样的信号将允许中微子- $γ-$射线的同步探测，为作为中微子产生场所的激波爆发提供可检验的预测。通过对GW 170817余辉辐射的数值模拟，我们发现BNS合并中的爆炸波在PeV-EeV能量范围内可以占银河系CR光度的5%-10%.根据这些估计，观测到的CR各向异性水平限制了最新银河系双星中子星合并到$\lesssim3$千秒差距的距离。
2021-06-11 astro-ph.HE
Fast Radio Bursts and Radio Transients from Black Hole Batteries
大多数黑洞（BH）会吸收一颗完整的中子星（NS）伴星，而不会产生潮汐干扰，这表明这对黑洞在望远镜中仍然是黑暗的。即使没有潮汐扰动，当BH与NS磁场相互作用时，双星的电池相也会产生电磁发光。最初的亮度是在高能X射线或伽马射线中预期的，但是我们推测一些电池功率是在无线电带宽中发射的。虽然光度和时间尺度暗示了快速射电暴（FRB;毫秒级无线电瞬变），但NS-BH合并率太低，不足以使其成为主要的FRB源。相反，我们提出的瞬变形成一个FRB子群，可区分的双峰与前体。亮度的快速上升表现为爆发的前兆，其是$20\%-80\%$作为发光的，给定0.5~ms的定时分辨率。主爆发来自合并前的峰值亮度。合并后的爆发是从NS磁场迁移到BH，引起冲击。NS-BH对特别适合于地面引力波（GW）观测站，因为该对可能无法被检测到，电磁对应物大大增强了GW信号之外的科学杠杆作用。有价值的是，电磁信号可以打破GW中编码的参数中的简并，以及探测NS磁场强度，从而深入了解NS磁场衰减中的开放问题。
2015-11-09 astro-ph.HE gr-qc
Blue Supergiant Model for Ultra-Long Gamma-Ray Burst with Superluminous-Supernova-Like Bump
长伽玛暴（LGRB）的持续时间通常在30 s左右，其中一些与超新星有关，如Ic型SN 1998 bw。沃尔夫-拉叶星是最合理的LGRB祖先星，因为包层的自由落体时间与持续时间一致，并且祖先星的自然结果是Ic型SN。虽然新的超长伽玛暴（ULGRB），GRB 111209 A，GRB 101225 A和GRB 121027 A的持续时间约为10^4秒，其中两个伴随着类似于超发光超新星（SLSN）的隆起，其亮度比典型的超新星低10倍。Wolf-Rayet前体不能解释ULGRB，因为太长的持续时间和太亮的SN状隆起。然而，蓝超巨星（BSG）的祖先模型可以解释ULGRB的持续时间。此外，SLSN状隆起可以归因于所谓的茧火球光球发射（CFPEs）。由于相对论性喷流在穿透BSG包层时不可避免地会产生一个大茧，因此该成分可以作为超伽玛暴BSG模型的确凿证据。在本文中，我们研究了u，g，r，i，和J-波段光变曲线的ULGRB和证明，它们可以很好地拟合我们的BSG模型与适当的选择的射流开口角和周围气体的数密度。此外，我们预测，对于121027 A，在爆发后约20 - 80天可以观察到SLSN样隆起。我们还提出，一些SLSNe可能是CFPE离轴ULGRB没有可见的即时发射。
2013-10-05 astro-ph.HE
The broad-line type Ic SN 2020bvc: signatures of an off-axis gamma-ray burst afterglow
长持续时间的伽马射线暴（GRB）几乎毫无疑问地与能量非常高的Ic-BL型宽线超新星（SNe）有关。虽然伽马射线发射是在狭窄的喷流中发射的，但SN发射的辐射是各向同性的。因此，一些与GRB无关的SN Ic-BL被假设为来自内部发动机的事件，如离轴GRB或阻塞射流。在这里，我们提出了附近的（$d = 120$ Mpc）SN 2020 bvc（ASAS-SN 20 bs）的观测支持这种情况。\textit{Swift}的UVOT观测显示了早期的衰减（爆炸后两天），而光谱将其归类为具有非常高的膨胀速度（$\approx$ 70，000 km/s）的SN Ic-BL，类似于与GRB 171205 A相关的SN 2017 iuk中的喷茧发射。此外，\textit{Swift} X射线望远镜和\textit{CXO} X射线天文台在超新星爆发后三天才探测到X射线辐射，并开始衰减，这可以归因于余辉成分。茧和X射线发射都是喷气式伽玛暴的特征。在SN 2020 bvc的情况下，我们发现喷流是偏离轴的（偏离$\approx$ 23度），这也由早期（$\approx 1$天）X射线发射的缺乏所表明，这解释了为什么没有及时检测到或在档案数据中检测到一致的GRB。这些观测结果表明，SN 2020 bvc是第一个通过其相关的SN发射检测到的孤儿GRB。
2020-07-03 astro-ph.HE
Spectral Puzzle of the Off-Axis Gamma-Ray Burst in GW170817
在GW 170817中首次发现了来自两颗中子星（NS）合并的引力波，以及各种电磁波，为短伽马射线暴（sGRB）的起源提供了直接线索。相关的sGRB 170817 A比典型的要暗得多，表明来自相对论性喷流的离轴发射。然而，观察到的提示光谱是不一致的频谱（Amati）关系，并导致最简单的离轴模型的紧性问题。我们专注于这个光谱之谜，并提出一个可能的关键，离轴发射通常来自偏离中心的射流，既不是射流核心，也不是视线射流，如果射流结构是指数微弱的向外从观测推断。偏离中心的喷流可能装载有重子或茧。离轴模型预测，大致$\sim 10\%$事件在较小的视角下比sGRB 170817 A更亮，尽管确切的事件率敏感地取决于偏心结构的不确定性。该模型还预测了Amati关系的异常值，为未来揭示中心发动机活动提供了测试。
2019-03-04 astro-ph.HE gr-qc
Fast Extragalactic X-ray Transients From Gamma Ray Bursts Viewed Far Off Axis
观测到的光变曲线和估计的天空速率的快速河外X射线瞬变（XRT）发现档案钱德拉数据表明，他们属于两个不同的XRT人口。持续时间相对较短的脉冲的第一群体（其通常持续不到几分钟）似乎是X射线闪光（XRF）的脉冲，其是从远离轴观察的附近的长持续时间伽马射线暴。第二种长得多的脉冲，通常持续数小时，似乎是早期的余辉短伽马射线暴（SGRB），这是从地球上发射出去的，正如在以前的论文中所示。
2019-08-14 astro-ph.HE
The supernova/gamma-ray burst/jet connection
超新星和伽马射线暴之间的关联是我们理解伽马射线暴本质的基石。坍缩星模型为这种联系提供了理论框架。一个关键因素是双极喷流的发射（被视为伽马射线暴）。由此产生的热茧破坏了恒星，而产生的56镍引起了喷出物的放射性加热，被视为超新星。在这篇讨论论文中，我总结了超新星/伽马射线暴联系的观测状况，在喷流驱动超新星的“引擎”图片的背景下，并突出SN 2012 bz/GRB 120422 A-其明亮的超新星，但中间的高能光度-作为一个可能的过渡对象之间的低光度和喷流伽马射线暴。超新星爆炸的喷流通道可能为超新星爆炸提供新的见解。
2013-04-29 astro-ph.HE
Unpacking merger jets: a Bayesian analysis of GW170817, GW190425 and electromagnetic observations of short gamma-ray bursts
本研究通过贝叶斯分析约束短伽马射线暴喷流结构和双中子星并合率，发现低光度宽角喷流证据，并给出并合率新约束。
2023-05-11 astro-ph.HE
Gamma-ray burst afterglow blast waves
本文评述了重子伽马射线暴余辉冲击波的各个阶段。这就是余辉发射的原因，我们对伽马射线暴的理解大多来自于余辉发射。最初，爆炸波被限制在爆发器周围的稠密介质（恒星包层或稠密风）中，从而形成喷流茧结构。一个巨大的喷出物被释放出来，并可能被来自爆发器的持续能量释放所供给，并且在喷出物和环境密度之间建立了一个正向-反向冲击系统。最终，冲击波向侧面传播并减慢速度，主要的余辉发射从X射线转移到无线电。在过去的几年里，我们在观测和理论/数值上对这些冲击波的理解都取得了重大进展，由于它们通常具有100-1000的令人难以置信的高初始洛伦兹因子，这些冲击波在宇宙中是独一无二的。最近发现的短伽马射线暴对应的引力波探测（GW 170817）带来了一个全新的途径来探索和限制伽马射线暴冲击波的动力学的承诺。
2018-01-05 astro-ph.HE
Could bright gamma-ray burst optical transients have been recorded historically?
伽马射线暴（GRB）产生的最明亮的闪光，在很短的时间内，是一个肉眼可见的物体。其他几个伽玛射线暴产生的光学瞬变只是稍微微弱一些。我们认为，根据最近积累的数据，从数以百计的伽玛暴瞬变，许多这样的光学事件应该是可见的肉眼在人类历史的过程中。最有可能的此类观测资料库是来自东方的历史记录，我们已经找到并讨论了一些候选者。我们还考虑了这种观测的价值，如果任何非常可能的发现，现代天体物理学。
2011-10-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
EP240414a: A Gamma-Ray Burst Jet Weakened by an Extended Circumstellar Material
本研究通过解析框架表明，延展星周介质可显著削弱伽马射线暴喷流，使其处于“勉强失败”中间态，从而统一解释EP240414a的多波段观测特征。
2025-05-26 astro-ph.HE
Low-efficiency long gamma-ray bursts: A case study with AT2020blt
兹威基瞬变装置最近宣布探测到红移为$z=2.9$的光学瞬变AT 2020 blt，与轴上伽马射线暴的余辉一致。然而，没有观察到即时发射。我们用详细的模型分析了AT 2020 blt，显示数据最好解释为轴上长伽马射线暴的余辉，排除了其他假设，如茧和低洛伦兹因子射流。我们在\textit{Fermi}数据中搜索即时发射，对即时发射设置了比原始检测论文更深的上限。结合\textit{Wind}观测，我们证明了AT 2020 blt的γ射线效率为$\lesssim 0.3 - 4.5\%$。我们推测，AT 2020 blt和AT 2021 any属于低效率的尾巴长伽马射线暴分布，开始很容易观察到由于新的天文台的能力，如Zwicky瞬态设施。
2022-03-29 astro-ph.HE
The Multiband Emission of the two-component Gamma-Ray Burst jet influenced by progenitor winds within the Accretion Disk of Active Galactic Nuclei
本文研究活动星系核吸积盘内双组分GRB喷流受前身星风影响的多波段辐射，发现长暴被扼流、短暴产生余辉和茧层突破辐射，EP与HXMT联合观测可区分GRB类型与喷流组分。
2025-05-22 astro-ph.HE
Electromagnetic Counterparts Powered by Kicked Remnants of Black Hole Binary Mergers in AGN Disks
研究AGN盘中BBH并合踢出残余体驱动的电磁辐射，提出喷流茧冷却辐射为主要可探测机制，预测软X射线瞬变作为对应体，支持多信使观测。
2023-11-17 astro-ph.HE
