Sub-Photospheric Emission from Relativistic Radiation Mediated Shocks in GRBs
有人建议，在爆发中观察到的即时发射，表现出热成分起源于相对论辐射介导的冲击，形成下面的光球的伽玛射线暴外流。有人认为，这种冲击预计将形成在发光的爆发通过碰撞的壳层，传播与温和的洛伦兹因子$Γ\lesssim 500$。更快的壳层将在光球层上方碰撞，形成无碰撞冲击。我们证明，在事件GRB 090902 B的爆炸能量的相当大的一部分是消散在光球层以下，在一个区域的中等光学深度$τ\lesssim300$，而在GRB 080916 C的能量消散的主要部分以上的光球层。我们表明，在许多伽玛暴预期的条件下，这种相对论辐射介导的冲击对流足够的辐射上游，使光子生产的冲击过渡可以忽略不计，不像在超新星的冲击爆发的情况下。由此产生的光谱，在冲击框架中测量，有一个相对较低的热峰，其次是一个广泛的，非热的组成部分延伸到KN限制。
2011-01-21 astro-ph.HE
A Universal Energy Relation between synchrotron and Synchrotron Self-Compton radiation in GRBs and Blazars
本文通过单区轻子模型拟合多波段能谱，发现blazars与GRBs的同步辐射与SSC光度紧密相关，揭示两者共享相似辐射机制，为VHE GRBs研究提供新见解。
2024-12-25 astro-ph.HE
Synchrotron Origin of the Typical GRB Band Function - A Case Study of GRB 130606B
我们进行了时间分辨光谱分析的GRB 130606 B的框架内的快速冷却同步辐射模型的磁场强度随时间衰减的发射区，提出了Uhm和张。所有时间间隔的数据都可以通过模型成功拟合。同样的数据可以同样很好地拟合的经验带函数与典型的参数值。我们的结果，其中只涉及最小的物理假设，提供了一个自然的解决方案所观察到的GRB光谱的起源，并意味着，至少有一些，如果不是全部，带状GRB光谱与典型的带参数值确实可以解释的同步辐射。
2015-05-21 astro-ph.HE
Polarization of gamma-ray bursts in the dissipative photosphere model
伽马射线暴（GRB）的MeV谱峰可以用耗散的相对论性喷流的光球辐射来解释。观测到的非黑体光谱表明，次光球耗散涉及热等离子体加热和注入的非热粒子，通过逆康普顿散射和发射的同步辐射迅速冷却。在光球周围和上面发射的同步加速器光子预计将主导GRB光谱的低能部分，从能量低于MeV峰值的大约十年开始。我们表明，这导致了一个独特的极化签名：伽玛射线暴极化上升向较低的能量。我们计算了伽玛暴辐射的偏振度作为光子能量的函数的一个通用的喷流模型，并显示预测的伽玛暴990123，090902B和110721A。预期的极化在X射线波段是显著的，特别是对于类似于GRB 090902B的爆发。只要喷流在角标度$δθ\gtrsim Γ^{-1}$上近似均匀，MeV峰值（和更高能量）的辐射就是非极化的，其中$Γ$是喷流的体积洛伦兹因子。
2016-11-04 astro-ph.HE
Extremely narrow spectrum of GRB110920A: further evidence for localised, subphotospheric dissipation
大量的证据表明，相对论外流中的光球在形成观测到的MeV谱中起着重要的作用。然而，目前尚不清楚光谱是否完全由光球层产生，或者光谱的实质部分是否是由远在光球层之上的过程添加的。本文详细研究了GRB 110920 A单脉冲的$γ-$射线辐射，它的光谱在接近爆发末端时变得非常窄。我们表明，发射可以被解释为康普顿热光子冷电子在未磁化流出的光学深度为$τ\sim 20$。电子通过在饱和半径附近发生的局部耗散来接收能量。GRB 110920 A的主要光谱成分及其演变，因此，在这种解释中，充分解释了来自光球的发射，包括在高光学深度的局部耗散。
2015-03-31 astro-ph.HE
Quasi-thermal Photosphere Emission from Structured Jets of Gamma-Ray Bursts
本文数值模拟结构化伽马射线暴喷流在不同观测角度下的瞬时光球层光谱，揭示其时间与光谱特征，并证明爱因斯坦探针等设备可探测离轴角小于10度的短暴至200Mpc。
2025-04-21 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
The Photosphere Emission Spectrum of Hybrid Relativistic Outflow for Gamma-ray Bursts
瞬发相的光球辐射是原火球模型对伽马射线暴的自然预测，这是由于外流底部的大光学厚度（$τ>1$），并得到了几个费米伽玛暴中的准热分量的支持。然而，哪种辐射机制（光球或同步辐射）在大多数伽玛暴谱中占主导地位仍然是一个争论热点。从一个纯热火球或纯坡印廷通量主导的外流观察到的光球光谱的形状以前已经研究过。在这项工作中，我们进一步研究了光球光谱的混合流出包含一个热组件和一个磁组件与中等磁化（$σ_{0}=L_{P}/L_{\text{Th}}\sim 1-10$），通过调用概率光球模型。从这样的混合流出的高能量谱是一个幂律，而不是一个指数截止，这是兼容的大量的伽玛暴中观察到的带函数。此外，低能指数（对应于峰值通量谱）的分布被发现是相当一致的统计结果的最佳拟合的带函数的伽玛暴的峰值通量谱，具有类似的角剖面的结构射流在我们以前的工作。最后，在考虑了不同的磁加速度（由于磁重联和扭结不稳定性）和窄核的无量纲熵角分布后，可以很好地理解观测到的高能指数分布。
2021-12-01 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
Variable jet properties in GRB110721A: Time resolved observations of the jet photosphere
{ \it Fermi Gamma-ray Space Telescope}对GRB 110721 A的观测揭示了来自相对论喷流的两种发射成分：来自光球的发射，峰值在$\sim 100$ keV，以及非热成分，峰值在$\sim 1000$ keV。我们用光球分量来计算相对论外流的性质。我们发现一个强大的演变的流动特性：洛伦兹因子随时间的推移而减少，从$Γ\sim 1000$的爆发期间，$\sim 150$（假设红移$z=2$的值是只有微弱的依赖于未知的效率参数）。这种下降与内部冲击和孤立磁星诞生模型的预期相反。此外，从中央发动机测量的流量喷嘴的位置$r_0$增加了两个数量级以上。假设中等磁化流出，我们估计在爆发期间$r_0$从$10^6$ cm变化到$\sim 10^9$ cm。我们认为，最大值反映了祖核心的大小。最后，我们表明，这些喷流性质自然地解释了观察到的破坏幂律衰减的温度已被报道为伽玛暴脉冲的一个特性。
2013-05-15 astro-ph.HE
Modelling synchrotron and synchrotron self-Compton emission of gamma-ray burst afterglows from radio to very-high energies
减速冲击波产生的同步辐射是伽马射线暴（GRB）产生的射电到X射线余辉辐射的一个被广泛接受的模型。费米大面积望远镜（LAT）探测到的GeV伽马射线发射，其持续时间超过了即时伽马射线发射阶段，也与余辉发射的广泛特征相兼容。我们重新审视了减速冲击波的同步辐射自康普顿（SSC）发射模型，以拟合来自三个明亮GRB的多波长数据，即GRB~ 190114 C，GRB~ 130427 A和GRB~090510。我们约束余辉模型参数使用同时拟合的光谱能量分布在不同的时间和光曲线在不同的频率，这些爆发。我们发现，对于短GRB~090510，一个恒定密度的星际介质是有利的，而对于长GRB~ 130427 A和GRB~ 190114 C，一个风型的环境是有利的。MAGIC探测到的GRB~ 190114 C的亚TeV分量是我们模拟的SSC辐射。此外，我们还发现汤姆逊区的SSC辐射能够很好地拟合GRB~ 190114 C的光谱和光变曲线。对于其他两个GRB，缺乏亚TeV的检测，SSC的排放量也在汤姆森政权建模。对于我们所使用的模型参数，与河外背景光中红移相关的$γγ$衰减相比，爆炸波中的$γγ$衰减在亚TeV范围内可以忽略不计。
2021-05-07 astro-ph.HE
Thermal Radiation from GRB Jets
本文采用二维相对论流体动力学模拟方法，计算了超相对论伽马射线暴（GRB）喷流光球热辐射的光变曲线和光谱。随着喷流的前进，喷流头部周围的密度减小，其洛伦兹因子在光球层处高达200，光球层内高达400。对于同轴观测者来说，由于喷流的低密度和高聚束因子，光球呈现凹形。由于喷流的内部结构，光球层的位置会发生突变，因此光度会发生变化。将我们的结果与GRB 090902 B进行比较，类热成分的通量水平与我们的模型相似，尽管峰值能量看起来有点高（但仍在2倍以内）。通过比较，我们估计GRB 090902 B的体洛伦兹因子为$Γ\sim 2.4 \times 10^2 (r/10^{12} \rm cm$），其中$r$是光球的半径。轴上观察者的光谱比离轴观察者的光谱更难。在光变曲线中，高能量带有几秒钟的时间滞后。这可能是GRB 080916 C中GeV发射延迟的原因。峰值能量以下的谱为幂律，指数为$2.3 \sim 2.6$，比单温板分布的谱软，但比观测到的典型值的谱硬。
2011-02-08 astro-ph.HE
Synchrotron self-Compton as a likely mechanism of photons beyond the synchrotron limit in GRB 190114C
GRB 190114 C是一个长而明亮的爆发，被几颗卫星和地面望远镜从无线电波长到GeV伽马射线检测到。在GeV的伽马射线中，费米LAT在触发时间后的前一百秒内探测到48个超过1 GeV的光子，而MAGIC望远镜在超过一千秒的时间内观察到超过300 GeV的甚高能量（VHE）发射。先前对多波长观测的分析表明，尽管这些与同步加速器前向激波模型一致，该模型从分层的星风演变为均匀的类ISM介质，但在同步加速器框架中几乎无法解释几个GeV以上的光子。在同步辐射前向激波模型的基础上，推导了分层和均匀介质中同步辐射自康普顿（SSC）模型的光变曲线和光谱。特别是，我们研究了分层到均匀余辉转变期间这些光曲线的演变。使用GRB 190114 C报告的最佳拟合参数，我们解释超出同步辐射限制的SSC框架中的光子和模型的光谱能量分布。我们的结论是，低红移的GRB描述下的一组有利的参数，发现在早期余辉的GRB 190114 C可以检测到在数百个GeV，余辉过渡也将允许VHE发射可以观察到更长的时间。
2019-09-02 astro-ph.HE
Observational evidence of dissipative photospheres in gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）光球的辐射可以产生多种光谱形状。光谱可以保持普朗克函数的形状，也可以加宽并具有带函数的形状。GRB 090902 B的研究最好地说明了这一事实：主要的伽马射线光谱分量最初接近普朗克函数，这只能用喷流光球的发射来解释。后来，同一个组件演变成一个更广泛的Band函数。因此，这次爆发提供了观测证据，证明光球层可以产生非热光谱。我们表明，这种扩大是最自然的解释，在射流的亚光球耗散。展宽主要取决于耗散的强度和位置、磁场强度以及热光子和电子的能量密度之间的关系。我们认为，在GRB 090902 B中观察到的光谱形状的演变是由于大量的洛伦兹因子的流动，导致主要的耗散成为亚光球减少。这种流动参数的变化也可以解释观测到的谱峰能量和低能幂律斜率α之间的相关性，这种相关性通常在伽玛暴中观测到。我们的结论是，光球发射确实可能是一个无处不在的功能，在伽玛暴的提示阶段，并在创建不同的光谱形状和光谱演化的观察发挥了决定性的作用。
2011-03-03 astro-ph.HE
A Uniform Correlation between Synchrotron Luminosity and Doppler Factor in Gamma-ray Bursts and Blazars: hint of similar intrinsic luminosities?
我们收集了23个伽马射线暴和21个耀变体的多普勒因子，并假设它们的喷流视角θ->0 °，由它们的洛伦兹因子估计了它们的多普勒因子。利用伽玛暴的瞬发辐射主要是由同步辐射决定的传统假设，从伽玛暴的各向同性总能量和爆发持续时间计算了伽玛暴的同步辐射光度。有趣的是，我们发现伽玛暴和耀变体的同步辐射光度与多普勒因子L_syn \propto D ^[3.1]之间存在一致的相关性，这表明它们可能具有一些相似的喷流物理学。一个可能的原因是伽玛暴和耀变体或多或少具有相似的同步辐射光度，并且它们都被聚束效应强烈增强。经过多普勒和红移校正后，我们发现伽玛暴的内禀峰值能量在0.1 ~ 3 keV之间，典型值为1 keV。我们进一步对观测到的伽玛暴亮度进行了聚束效应修正，发现伽玛暴的内禀同步辐射亮度与峰值能量之间存在着与耀变体相似的正相关关系。我们的研究结果表明，γ暴的各向同性能量与峰值能量之间的紧密相关（所谓的“Amati”关系）可能是由内禀正相关和聚束效应共同作用的结果。
2011-09-07 astro-ph.HE
Clustering of gamma-ray burst types in the Fermi-GBM catalogue: indications of photosphere and synchrotron emissions during the prompt phase
人们提出了许多不同的物理过程来解释伽马射线暴（GRB）中的瞬发伽玛射线辐射。虽然有两个爆发的光球和同步辐射源的例子，这些不同的光谱外观还没有推广到大样本的伽玛暴。在这里，我们寻找签名的不同的发射机制，在完整的费米伽马射线太空望远镜GBM目录。我们使用高斯混合模型来聚类爆发，根据它们的参数从带函数（$α$，$β$，和$E_{pk}$）以及它们的通量和$T_{90}$。我们发现了五个不同的集群。我们进一步认为，这些集群可以分为爆发的光球起源（2/3的所有爆发，分为3个集群）和爆发的同步辐射源（1/3的所有爆发，分为2个集群）。例如，主要包含短爆发的星团与光球发射源一致。我们讨论了几个原因，可以确定哪个集群的爆发属于：射流耗散模式和/或射流内容，或视角。
2017-12-05 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
GRB Prompt Emission Spectra: The Synchrotron Revenge
在发现它们40多年之后，伽玛暴的预测和观测之间的长期紧张关系开始得到解决。我们发现，所观察到的光谱可以产生的同步过程中，如果发射粒子不完全冷却。最近在雨燕GRB光谱中发现了不完全冷却的证据，并迅速观察到0.5 keV（Oganesyan et al. 2017，2018），其特征是额外的低能突破。为了在更高的能量下寻找这种破裂，我们分析了费米卫星在10多年的活动中探测到的10个长的和10个短的最亮的伽玛暴。我们发现，在8/10的长伽玛暴中，有令人信服的证据表明，低能量的突破（低于峰值能量）和光子指数低于和高于该突破是显着一致的同步辐射光谱预测的值（分别为-2/3和-3/2）。分析的10个短伽玛暴中没有一个显示出破裂，但低能谱斜率与-2/3一致。在伽玛射线暴标准模型的框架内，这些结果意味着在发射区有一个非常低的磁场，与预期不符。我还介绍了GRB 190114 C的光谱演化，第一个GRB检测到的MAGIC望远镜，这表明压缩（在keV-MeV的能量范围内）的提示和余辉发射，后者上升，并占主导地位的光谱能量范围的高能量部分具有很高的意义。
2020-03-23 astro-ph.HE
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
Synchrotron emission in GRBs observed by Fermi: Its limitations and the role of the photosphere
有人提出，伽马射线暴中的瞬发辐射由几个分量组成，从而产生所观测到的谱形。在这里，我们研究了8个最明亮的，单脉冲{ \it费米}爆发的光谱建模，使用同步辐射作为组件之一的样本。其中五个爆发需要额外的光球成分（黑体）。特别是，我们调查的喷气机的推断属性和物理要求所设置的观察到的组件，这五个突发，在重子为主的外流的背景下，由强烈的光球组件的动机。我们发现类似的射流属性的所有五个突发：批量洛伦兹因子单调下降的脉冲和谎言之间的1000和100。这种演变是强大的，既不能解释为一个不同的辐射效率，也不是一个不同的磁化强度的射流假设光球半径是以上的滑行半径。这种行为挑战了几种耗散机制，例如，内部冲击。此外，在所有8种情况下，数据清楚地拒绝了快速冷却的同步加速器光谱（其中发射电子的显着部分已冷却到低于最小注入能量的能量），推断出一个典型的电子洛伦兹因子$10^4 - 10^7$。这些数值远远高于内部冲击的通常预期值。因此，虽然同步加速器方案没有被数据拒绝，但解释确实存在一些需要解决的限制。最后，我们指出并讨论替代解释。
2015-11-23 astro-ph.HE
Proton-synchrotron as the radiation mechanism of the prompt emission of GRBs?
我们讨论了新的令人惊讶的观测结果，相当令人信服地表明，伽马射线暴（GRB）的即时发射是由于同步辐射产生的粒子分布，具有低的能量截止。这一点的证据是由瞬发发射光谱的低能量部分提供的，该部分显示了特征F（nu）\propto nu^（1/3）形状，随后是F（nu）\propto nu^（-1/2）直到峰值频率。这意味着虽然发射粒子处于快速冷却中，但它们并没有完全冷却。这对如何以及在何处产生发射的基本想法提出了严峻的挑战，因为不完全冷却需要小的磁场值，以限制同步加速器冷却，以及大的发射区域，以限制自康普顿冷却，即使考虑克莱因-西科散射效应。要理解伽玛暴的瞬发，需要一些新的基本的因素.我们建议质子同步加速器作为一个有前途的机制，以解决不完全冷却的难题。
2020-02-07 astro-ph.HE
GRB Spectra in the complex of synchrotron and Compton processes
在稳态条件下，通过求解连续性方程，研究了同步辐射和康普顿过程复合辐射下的电子能谱。在快冷和慢冷两个阶段，GRB谱都是破幂律的。在此基础上，给出了四个不同相态的能带函数的谱指数。在复辐射框架下，对物理参数的详细研究表明，逆激波光球模型和强耦合正激波模型都能回答$α\sim -1$问题。讨论了GRB 080916 C中可能存在的临界到快速冷却的相变。研究了GRB 100724B、GRB 100826A和GRB 130606B在不同脉冲下的时间分辨谱。我们发现在几乎所有的脉冲中，通量与峰值能量成正比。根据光谱折射率的旋转确定不同脉冲的相位。我们发现GRB 100826 A的谱指数与峰值能量之间存在很强的相关性，这可以用快速冷却阶段的康普顿效应来解释。然而，复杂的情况下，预测一个陡峭的指数注入电子，这挑战了伽玛暴的加速机制。
2015-01-21 astro-ph.HE
Evidence of Photosphere Emission Origin for Gamma-Ray Burst Prompt Emission
伽马射线暴瞬发辐射的物理起源（光球还是同步辐射）在50年后仍有争议。首先，我们发现了15个瞬发效率最高的长伽玛暴的许多观测特征$ε_γ$（$ε_{γ}\gtrsim 80\%$），强烈支持光球（热）发射起源：（1）$E_{\text{p}}$和$E_{\text{iso}}$之间几乎是$E_{\text{p}}\propto (E_{\text{iso}})^{1/4}$关系，色散很小;（2）X射线余辉光变曲线呈简单的幂律形状，光学余辉光变曲线中存在明显的逆激波信号，（3）时间积分谱的截止幂律模型拟合最好;（4）观测（用$E_{\text{iso}}/E_{k}$）和光球发射模型（用$η/Γ$）的一致性效率。然后，我们进一步研究了两个不同的样品（$ε_{γ}\gtrsim 50\%$和$ε_{γ}\lesssim 50\%$）的长伽玛暴的特征。结果表明，$E_{\text{p}}$和$E_{\text{iso}}$的不同分布，以及X射线余辉的观测效率和理论预测效率（瞬发或光学余辉）的相似性，都很好地符合光球层发射模型的预测。此外，基于相同的效率，我们推导出一个很好的相关性的$Γ\propto E_{\text{iso}}^{1/8}E_{\text{p}}^{1/2}/(T_{90})^{1/4}$估计$Γ$。最后，对于短伽玛暴，$E_{\text{p}}$和$E_{\text{i…
2022-12-12 astro-ph.HE
Constraints on the Synchrotron Emission Mechanism in GRBs
我们重新审视了同步辐射模型的一般伽玛暴的即时发射，并确定在参数相空间中，它是可行的制度。我们描述了一个典型的伽玛暴脉冲的峰值能量，峰值通量和持续时间，并使用最新的费米观测约束的高能量部分的频谱。我们求解了发射区的内禀参数，并找到了同步辐射的可能参数相空间。我们的方法是通用的，它不依赖于一个特定的能量耗散机制。在$10^{-4}<ε_B/ε_e<10$的能量比、$300<Γ<3000$的体洛伦兹因子、$3\times 10^3<γ_e<10^5$的典型电子洛伦兹因子和$10^{15}cm<R<10^{17}$ cm量级的辐射半径下，找到了合理的同步辐射解.其中最值得注意的是发射半径和电子的洛伦兹因子的相当大的值。我们发现，软（峰值能量小于100 KeV），但发光（各向同性亮度的$~1.5 \times 10^{53}$）脉冲是低效的。这也许可以解释为什么没有强烈的软爆发。在大部分能量由气流的动能携带的情况下，例如在内部激波中，同步加速器解决方案要求只有一小部分电子被激波加速到相对论速度。我们表明，未来的观测非常高的能量光子从伽玛射线暴的CTA，可能会确定所有参数的同步加速器模型或完全排除它。
2013-04-04 astro-ph.HE
Afterglow Synchrotron Radiations follow the $L_{\rm p, iso}-E_{\rm p,z}-Γ_0$ relation of Gamma-Ray Bursts? Cases of GRBs 190114C, 130427A, and 180720B
对190114 C、130427 A和180720 B三个伽玛暴余辉的双峰谱能量分布（SED）分析表明，它们是由电子在喷流中加速的同步辐射（Syn）和同步辐射自康普顿散射（SSC）引起的。伽玛暴的辐射机制和观测到的光谱光度/能量关系的物理仍然是一个悬而未决的问题。用Syn+SSC模型拟合它们的早余辉SED，提取Syn分量，发现它们的亮度（$L_{\rm syn}$），峰值能量（$E_{\rm p,syn,z}$）和余辉火球的洛伦兹因子（$Γ_t$）遵循瞬发伽马射线的$L_{\rm p, iso}-E_{\rm p,z}-Γ_{0}$关系，其中$L_{\rm p, iso}$是各向同性光度，$E_{\rm p, z}$是突发帧中$νf_ν$谱的峰值能量，PDMATHAMT是火球的初始洛伦兹因子。为了检验后期余辉是否与这个关系相一致，我们计算了后期余辉的同步加速器分量。发现它们也遵循相同的$L_{\rm p, iso}-E_{\rm p,z}-Γ_{0}$关系，尽管它们与$L_{\rm p, iso}-E_{\rm p,z}$关系不一致。我们的结果可能意味着，$L_{\rm p, iso}-E_{\rm p,z}-Γ_{0}$将是一个普遍的特点，同步辐射的电子加速在伽玛暴喷流之间的瞬发和余辉阶段。它的起源是不完全理解和可能的解释进行了简要讨论。
2020-10-23 astro-ph.HE
NuSTAR Observations of GRB130427A establish a single component synchrotron afterglow origin for the late optical to multi-GeV emission
GRB 130427 A发生在一个相对较近的星系中，它的即时发射具有有史以来最大的GRB通量。GRB 130427 A的余辉足够明亮，以至于核光谱望远镜ARray（NuSTAR）在其即时发射后很长一段时间（约1.5天和5天）在3-79 keV的能量范围内观察到它。这个范围，余辉观测以前是不可能的，桥梁一个重要的光谱差距。结合雨燕、费米和地面光学数据，NuSTAR观测明确地建立了事件发生后一天从光学到多GeV能量的单一余辉光谱成分，这几乎可以肯定是同步辐射。这种晚期费米/LAT > 10 GeV光子的起源需要我们对无碰撞相对论激波物理学的理解进行修正。
2013-11-20 astro-ph.HE
A first-principle simulation of blast wave emergence at the photosphere of a neutron star merger
我们提出了第一个从头计算模拟辐射介导的冲击出现在光球的相对论外流。模拟使用我们的代码radshock耦合到随时间变化的辐射转移，用蒙特卡罗方法计算的流体动力学。利用该程序对中子星合并GW~170817产生的辐射冲击波进行了计算。先前有人提出，合并喷出了一个黑暗的，相对论膨胀的，同源的信封，然后信封内的爆炸产生了观察到的伽马射线暴GRB~ 170817 A。我们的模拟演示了冲击波如何产生辐射，因为它通过信封传播，接近光球，释放辐射，并崩溃，分裂成两个微观厚度的无碰撞冲击。我们发现产生的伽马射线暴的光变曲线和光谱演化与观测到的GRB~ 170817 A相似。
2020-12-03 astro-ph.HE
Polarization of GRB Prompt Emission and its Application to POLAR's Data
同步辐射偏振对磁场位形非常敏感。近年来，在伽马射线暴（GRB）余辉阶段，混合磁场同步辐射的偏振研究得到了发展。在这里，我们将这些SM模型应用到伽玛暴瞬发相，并将它们的偏振特性与纯有序（SO）磁场中的同步辐射进行了比较。我们发现SM模型中的偏振特性与相应的SO模型中的偏振特性非常相似（例如，具有排列有序部分（SMA）的混合磁场中的同步辐射和具有纯有序排列磁场（SOA）的同步辐射），仅具有较低的偏振度（PD）。我们还讨论了模型的统计特性。我们发现，在纯有序环向磁场（SOT）中，SOA和同步辐射的模拟爆发的PD都集中在$25\%$附近，而在具有环向有序部分（SMT）的混合磁场中，SMA和同步辐射的模拟爆发的PD可以从$0\%$到$25\%$，这取决于$ξ_B$的值，即，有序磁场的磁还原与随机磁场的磁还原之比。从统计上看，如果大多数伽玛暴的PD值不为零，则更倾向于SO和SM模型。此外，如果有一些明亮的伽玛暴的PD值明显低于大多数伽玛暴，它有利于SOT（SMT）模型;如果所有的明亮伽玛暴的PD值与大多数伽玛暴相当，它有利于SOA（SMA）模型。最后，我们将我们的结果应用到POLAR的数据，发现观测到的爆发的$\sim10\%$时间积分PD有利于SMA和SMT模型，这些爆发的$ξ_B$参数被限制在1.135左右。
2020-08-26 astro-ph.HE
Wind-confined jet collimation revealed by the acceleration-phase photosphere of GRB 220426A
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；The Oskar Klein Centre（奥斯卡·克莱因中心）；Bar-Ilan University（巴伊兰大学）
通过分析极亮GRB 220426A的瞬时辐射，发现其喷流加速相的有效发射半径随时间线性增长，首次证实重联激波存在，揭示喷流准直由类风暴周介质维持，光球辐射可用于探测喷流与暴周介质。
2026-09-25 astro-ph.HE
Interpretation of the unprecedentedly long-lived high-energy emission of GRB 130427A
费米/LAT在GRB 130427 A爆发后的一天内探测到了高能光子（>100 MeV），并在高能余辉中发现了额外的硬光谱成分。我们表明，这硬光谱分量来自余辉同步自康普顿发射。这种情况可以解释在爆发后30000秒内探测到的>10 GeV光子的来源，由于最大同步辐射光子能量有限，这很难用同步辐射解释。低能多波长余辉数据可以用同步辐射余辉数据同时拟合。讨论了在暴流环境下探测SSC辐射的意义。
2013-07-29 astro-ph.HE
An inverse Compton origin for the 55 GeV photon in the late afterglow of GRB 130907A
在瞬发伽马射线暴（GRB）之后发生的高能伽玛射线（>100 MeV）的扩展辐射通常被解释为余辉同步辐射。在这里，我们报告的分析费米大面积望远镜观测GRB 130907A。一个55 GeV的光子兼容的位置的爆发被发现在约5小时后的提示阶段。这个光子与GRB 130907 A相关联的概率高于99.96%。该光子的能量超过了此时的最大同步加速器光子能量，因此它的出现挑战了作为扩展的高能量>10 GeV发射的起源的同步加速器机制。宽带光谱能量分布的建模表明，这种高能量的光子可以产生的同步自康普顿发射的余辉。
2014-05-11 astro-ph.HE
Black hole to photosphere: 3D GRMHD simulations of collapsars reveal wobbling and hybrid composition jets
长持续时间的$γ$射线暴（GRB）伴随着大质量恒星的坍缩，并携带着关于中央引擎的信息。然而，没有3D模型能够跟踪这些喷流从黑洞（BH）到光球的诞生。我们提出了第一个这样的3D广义相对论磁流体动力学模拟，跨越6个数量级的空间和时间。坍缩的恒星包层形成了一个吸积盘，吸积盘将黑洞周围积累的磁通量向内拖曳，在动力学上变得重要，并发射双极喷流。喷流以$\sim10^{12}$ cm到达光球层，具有一个张开角$θ_j\sim6^\circ$和一个洛伦兹因子$Γ_j\lesssim 30$，解除了恒星的$\gtrsim90\%$束缚。我们发现：（i）盘喷系统自发地发展相对于BH旋转轴的不对准。因此，喷流以一个角度$θ_t\sim12^\circ$摆动，这可以自然地解释伽玛暴光变曲线中的静止时间。探测$θ_j+θ_t$的有效张开角表明，固有伽玛射线暴率比标准估计低一个数量级。这表明，成功的伽玛暴可能比目前认为的要罕见，并且只出现在$\sim 0.1\%$的超新星Ib/c中，这意味着大多数超新星Ib/c的祖先中没有发射或阻塞喷流。(ii)喷流中的磁能由于与恒星的混合而减少，导致喷流在光球中具有磁和热成分的混合成分，其中气体的$\sim 10\%$保持磁化$σ\gtrsim 0.1$。这表明光球分量和重联都可能在瞬发中起作用。
2022-06-21 astro-ph.HE
Photosphere emission in the X-Ray Flares of Swift Gamma-Ray Bursts and Implications for the Fireball Properties
伽马射线暴的X射线耀斑通常在软X射线波段观测到，光谱覆盖范围有限。在本文中，我们提出了一个分析的32 GRB X射线耀斑，同时观察到的BAT和XRT在船上的斯威夫特任务，因此，联合光谱分析与更广泛的光谱覆盖范围是可能的。结果表明，19个耀斑的联合光谱符合吸收的单次幂律或带函数模型。更有趣的是，其他13个X射线耀斑的联合谱都是用吸收的单次幂律模型加上一个黑体（BB）分量拟合的。从现象上看，这13个耀斑的观测光谱类似于几个具有热分量的伽玛暴，但只是具有低得多的$kT=1\sim 3$ keV的温度。假设热辐射是伽玛暴火球的光球辐射，我们导出了13个有红移测量的耀斑的火球性质，如外流的体洛伦兹因子$Γ_{\rm ph}$。导出的$Γ_{\rm ph}$的范围从$50$到$150$，并找到了$Γ_{\rm ph}$与热发射光度的关系，这与对瞬发γ射线发射导出的$Γ_0-L_{\rm iso}$关系是一致的。我们从伽玛暴和X射线耀斑的喷流成分和辐射机制等方面讨论了这些结果的物理意义。
2014-09-18 astro-ph.HE
Linear and Circular polarization in ultra-relativistic synchrotron sources - implications to GRB afterglows
从相对论流出的偏振测量是探测发射区的几何形状和粒子分布的微观物理的有价值的工具。实际上，极化水平取决于：（i）局部磁场取向，（ii）发射区域相对于视线的几何形状，以及（iii）电子俯仰角分布。在这里，我们考虑光学薄同步辐射，我们扩展的圆偏振理论从一个点源扩展径向膨胀相对论性喷流。我们提出了在这样的系统中的线性和圆偏振的数值估计。我们认为不同的配置的磁场，球形和喷射的流出，各向同性和各向异性的俯仰角分布，并概述了在获得报告的高水平的圆偏振观察到的余辉GRB 121024 A的困难。我们的结论是，所观察到的偏振的起源不能固有的光学薄同步加速过程中，即使当电子俯仰角分布是非常各向异性的。
2015-12-02 astro-ph.HE
GRB Prompt Emission with Anisotropic Electron Distribution
伽马射线暴（GRB）瞬发辐射的典型光谱表明，在标准同步辐射模型中，尽管存在强磁场，电子冷却仍然受到抑制。最近的Particle-in-Cell模拟表明，磁主导等离子体中的粒子通过磁重联加速可以导致小的俯仰角，特别是在低能区。如此小的俯仰角防止电子通过同步辐射冷却。本文考虑了同步辐射冷却和绝热冷却的影响，数值计算了各向异性电子分布的同步辐射谱。如果我们需要一个大于$10^{50}~\mbox{erg}~\mbox{s}^{-1}$的坡印亭通量作为模型的磁重联的动机，$\sim 1000$的体洛伦兹因子和$γ_{\rm min}\sim 10^4$的电子最小洛伦兹因子需要再现典型的伽玛暴谱。
2022-07-06 astro-ph.HE
A new fitting function for GRB MeV spectra based on the internal shock synchrotron model
While the Band function or other phenomenological functions are commonly used to fit GRB prompt emission spectra, we propose a new parametric function that is inspired by an internal shock physical model. We use this function as a proxy of the model to confront it easily to GRB observations. We built a parametric function that represents the spectral form of the synthetic bursts provided by our internal shock synchrotron model (ISSM). We simulated the response of the Fermi instruments to the synthetic bursts and fitted the obtained count spectra to validate the ISSM function. Then, we applied …
2020-04-09 astro-ph.HE
Synchrotron spectrum of fast cooling electrons in GRBs
本文讨论了激波中快冷电子的同步辐射。冲击波后的快速冷却电子如果没有足够的时间均匀混合，就会产生位置相关的不均匀电子分布。这将导致一个非常不同的同步辐射光谱在低频带的均匀的情况下，由于同步辐射吸收。本文计算了伽马射线暴（GRB）非均匀情况下的同步辐射谱。同时考虑了正激波和反向激波。我们发现，对于反向激波占主导地位的情况下，我们会期望在低频谱的“反向激波颠簸”。光谱凸起是由于在前向和反向激波区的组合同步辐射吸收。在低频前向冲击谱中有两个非常规段，其谱斜率分别为$\lesssim1$和$11/8$。$11/8$的斜率已被一些作者发现，而$\lesssim1$的斜率是新的，这是由于在光学厚区近似恒定的电子温度。未来，在伽玛暴早期余辉或瞬发阶段的多波段（特别是低频波段）同步观测，将有可能揭示这些光谱特征，使我们能够识别反向激波成分，区分正向和反向激波发射。这也是诊断相对论激波区快速冷却后电子分布状态（均匀或不均匀）的一种方法。
2017-04-26 astro-ph.HE
Dissecting the Energy Budget of a Gamma-Ray Burst Fireball
喷流成分和辐射效率的伽玛射线暴的数据约束不足。如果喷流成分是物质主导的（即火球），伽玛射线暴的瞬发光谱将包括一个主要的热成分来自火球光球，和一个非热成分可能来自内部的冲击，其半径大于光球半径。我们提出了一种方法，直接解剖的伽玛暴火球的能量收支分为三个组成部分，并测量其值相结合的即时发射和早期余辉数据。测量的参数包括初始无量纲比焓密度（$η$）、光球半径处的体洛伦兹因子（$Γ_{\rm ph}$）和火球减速前的体洛伦兹因子（$Γ_0$）、质量负荷量（$M$）以及γ射线暴辐射效率（$η_γ$）。所有的参数都可以从一个伽玛暴的数据与占主导地位的热谱分量，减速颠簸功能的早期余辉光变曲线，和测量的红移。当成分${\cal Y}$参数（通常为1）被指定时，结果仅微弱地依赖于星际介质的密度$n$。
2021-03-08 astro-ph.HE
A broken "$α$-intensity" relation caused by the evolving photosphere emission and the nature of the extraordinarily bright GRB 230307A
本研究利用 Fermi-GBM 数据分析极亮 GRB 230307A，发现其破裂的“$α$-强度”关系可归因于光球层热与非热成分演化，并探讨了其起源。
2023-07-18 astro-ph.HE
One Fits All: A Unified Synchrotron Model Explains GRBs with FRED-Shaped Pulses
提出统一同步辐射模型，通过单一物理参数集成功拟合单脉冲GRBs的时间分辨光谱，揭示光谱与时间演化源于发射区域膨胀，初始半径约$10^{15}$ cm。
2024-01-15 astro-ph.HE
A marginally fast-cooling proton-synchrotron model for prompt GRBs
一小部分具有低至软X射线（$\sim0.5$ keV）数据的伽马射线暴已被证明在其瞬发发射光谱的低能部分（$\sim1-10$ keV）具有光谱中断。整体光谱形状是一致的光学薄同步辐射从人口的粒子，已冷却的时间尺度上的动态时间的能量，仍然远远高于他们的静止质量的能量（略快冷却制度）。我们考虑一个强子的情况下，并调查这些伽玛暴的即时发射是否可以起源于相对论质子辐射同步辐射在边缘快速冷却制度。利用半解析方法，我们推导了源参数，如磁场强度和质子光度，并计算了高能中微子发射预期在这种情况下。我们还研究了二次离子相互作用和$γγ$对产生的发射如何影响宽带光子谱。我们支持我们的研究结果与详细的数值计算。强烈修改的光子光谱低于断裂能量由于同步辐射的次级对被发现，除非体洛伦兹因子是非常大的（$Γ\gtrsim 10^3$）。此外，这种情况下预测不合理的高坡印亭光度，因为强磁场（$10^6-10^7$ G）是必要的不完全质子冷却。我们的研究结果强烈不赞成边缘快速冷却质子作为一个解释的低能量的光谱中断提示伽玛射线暴光谱。
2021-04-30 astro-ph.HE
The time-resolved spectra of photospheric emission from a structured jet for gamma-ray bursts
在许多费米伽马射线暴（GRB）中发现的准热成分意味着光球辐射确实对许多GRB的瞬发辐射有贡献。但用能带函数或截止幂律经验拟合的观测光谱，特别是光谱和峰值能量（$E_{p}$）的演化是否能用光球发射模型单独解释，还有待进一步讨论。在这项工作中，我们详细研究了光球发射的时间分辨光谱和$E_{p}$演变的结构射流，具有内恒定和外减小的角洛伦兹因子的配置文件。此外，一个连续的风与时间相关的风光度已被认为是。结果表明，光球在峰值附近的光谱类似于幂律截止光谱。该光谱可以具有观测到的平均低能光谱指数$α$ $ \sim -1$，并且我们的光球模型中的低能光谱指数的分布与观测到的（$-2\lesssim $ $α\lesssim 0$）相似。此外，衰变阶段的两种谱演化（以核宽（$θ_{c}$）为间隔）分别与几个Fermi多脉冲和单脉冲伽玛暴的时间分辨谱分析结果一致。对于光球模型，我们也能很好地再现观测到的两种$E_{p}$演化模式。因此，通过考虑光球发射的结构喷流，我们再现的观测以及最适合的截止幂律模型的峰值通量谱或时间积分谱的伽玛暴。
2019-08-30 astro-ph.HE
Bethe-Heitler signature in proton synchrotron models for gamma-ray bursts
本文研究了Bethe-Heitler（BeHe）对产生对伽马射线暴（GRB）瞬发质子同步辐射模型的影响。该模型的可能参数空间受到二次BeHe对的同步辐射的限制。我们发现了两种感兴趣的制度。1)在高体积洛伦兹因子、大半径和低光度下，质子同步辐射占主导地位，并产生与观测一致的光谱。对于这个参数空间的一部分，次显性（在兆电子伏波段）的幂律创建的BeHe对的同步辐射。这种幂律可扩展到几十或几百MeV。这样的特征是质子同步加速器模型中的自然预期，并且在一些GRB中可以看到，包括MAGIC天文台最近观测到的GRB 190114 C。2)在低体积洛伦兹因子、小半径和高亮度下，BeHe冷却占主导地位。光谱达到一个单一的幂律的形状与频谱指数$α= -3/2$延伸到整个GBM/斯威夫特的能量窗口，与观测不兼容。我们的理论结果可以用来进一步约束伽玛暴的质子同步辐射模型的频谱分析。
2021-12-14 astro-ph.HE
Synchrotron polarization of anisotropic electron distribution in GRB prompt emission
Guangxi University（广西大学）；Guangxi Minzu University（广西民族大学）；Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；Center for Astronomical Mega-Science, Chinese Academy of Science（中国科学院国家天文台）
研究GRB喷流中各向异性电子分布对同步辐射偏振的影响，发现低能电子分布影响偏振特征，能量斜率m决定光学波段偏振变化，数值结果与观测数据对比支持各向异性分布解释部分GRB偏振和光谱数据。
2026-04-24 astro-ph.HE
Synchrotron polarization of a hybrid distribution of relativistic thermal and nonthermal electrons in GRB prompt emission
本文研究GRB瞬时辐射中相对论性热电子与非热电子混合分布的同步辐射偏振，发现混合电子可在γ射线和X射线波段产生高于60%的偏振度，并可能解释GRB 110301A的高偏振观测。
2024-10-01 astro-ph.HE
Failed Gamma-Ray Bursts: Thermal UV/Soft X-ray Emission Accompanied by Peculiar Afterglows
我们发现，“失败”的伽马射线暴（GRB），其体积洛伦兹因子远低于100的光球，可以是外部的内部冲击。从光球产生的辐射是热的和明亮的UV/软X射线波段。光球层的辐射持续约1000秒，亮度约为10^46 erg/s的数倍。这些事件可以通过当前和未来的卫星观测到。研究还表明，失败的伽玛暴的余辉在早期阶段是特殊的，这使得它有可能区分失败的伽玛暴与普通的伽玛暴和束流引起的孤儿余辉。
2011-11-30 astro-ph.HE
The case for a minute-long merger-driven gamma-ray burst from fast-cooling synchrotron emission
几十年来，伽马射线暴（GRB）被广泛地分为“长”和“短”持续时间的暴，持续时间分别大于或小于2秒。然而，这种二分法并不能完美地映射到已知产生伽马射线暴的两个祖先通道-紧凑物体的合并（合并伽马射线暴）或大质量恒星的坍缩（超新星伽马射线暴）。特别地，合并GRB群还可以包括具有短的、硬的$\lesssim$ 2s尖峰和随后的较长的、较软的扩展发射（EE）的爆发。最近在50年代持续时间的GRB 211211 A中发现了一个千诺瓦--中子星合并产生的重元素的放射性辉光--进一步证明合并可以驱动长而复杂的GRB，模仿Bracksar种群。在这里，我们提出了一个详细的时间和光谱分析的高能量辐射的GRB 211211 A。我们证明，发射具有纯粹的同步加速器起源，峰值和冷却频率都通过$γ$射线波段向下移动到X射线，并且快速演变的光谱在后期驱动EE特征。这种光谱演变的合并伽玛射线暴的识别开辟了途径的祖先类型的诊断。
2022-12-14 astro-ph.HE
Neutrino constraints and detection prospects from gamma-ray bursts with different jet compositions
本文通过四个特殊伽马射线暴研究不同喷流成分下的中微子辐射，发现仅GRB 211211A可在耗散光球模型下被有效限制，并评估了IceCube-Gen2对高能中微子的探测前景。
2024-11-24 astro-ph.HE
Steep Decay of GRB X-ray Flares: the Result of Anisotropic Synchrotron Radiation
当一个具有恒定洛伦兹因子的发射球壳在某一半径处突然关闭发射时，其高纬发射将服从时间指数$\hatα$ =光谱指数$2 + \hatβ$的关系。然而，某些伽马射线暴（GRB）中的X射线费用违反了这种关系，其$\hatα$要陡得多。结果表明，当加速电子的角分布具有较好的取向时，同步辐射应该是各向异性的，而这种各向异性会导致高纬辐射的衰减变陡，如果本征辐射是边缘增亮的话。我们使用我们的简单的玩具模型再现的时间和光谱演化的X射线耀斑。结果表明，我们的模型可以很好地解释所选的三个伽玛暴中X射线耀斑的陡衰减。最近对粒子加速的模拟可能支持我们工作中采用的电子的特定各向异性分布。然而，确认辐射的各向异性将为发射区电子加速的细节提供有意义的线索。
2017-05-11 astro-ph.HE
Marginally fast cooling synchrotron models for prompt GRBs
以往的研究认为同步辐射是瞬发伽马射线暴（GRB）的发射机制。这些工作表明，电子必须在与源处的动态时间相当的时间尺度上冷却，以满足光谱约束，同时保持高辐射效率。我们专注于同步加速器冷却平衡的连续热源的条件下，这些约束条件自然得到满足。假设在发射区的大多数电子都有助于观察到的峰值，我们发现，每个电子的能量必须是$E\gtrsim 20$ GeV和发射材料的洛伦兹因子必须是非常大的$10^3\lesssim Γ_{\rm em} \lesssim 10^4$，以及在大量的洛伦兹因子的射流推断从伽玛射线暴余辉超过。然后，一些独立的约束条件表明，发射体必须相对于喷流的整体坐标系以$Γ'\approx 10$相对论运动，并且喷流必须在发射区$σ_{\rm up}\gtrsim 30$的上游高度磁化。在该模型中，发射半径也被强烈约束为$R\gtrsim 10^{16}$ cm。这些值是一致的磁喷流模型的耗散是由磁重联，发生在远离基地的射流。
2018-01-15 astro-ph.HE
GRB 080916C: on the radiation origin of the prompt emission from KeV/MeV to GeV
对GRB 080916 C的高能γ射线辐射的费米观测表明，它的能谱与能带函数一致，能量范围从MeV到几十GeV。假设一个单一的发射机制占主导地位，在整个能量范围内，我们表明，这一频谱是一致的同步辐射起源的冲击加速电子。简单的电子逆康普顿模型和强子模型被发现是不太可行的。在同步加速器的情况下，同步自康普顿散射很可能是在克莱因-Nishina制度，因此产生的高能量发射是次优势，即使磁场能量密度低于相对论电子。Klein-Nishina逆康普顿冷却也可能影响低能电子数分布，从而导致低于峰值能量的低能同步光子谱$n(ν)\proptoν^{-1}$。在电子同步辐射解释的框架下，我们约束了激波的微物理参数，并推导出上游磁场的下限。在GRB 080916 C的源坐标系中，如果相对论外流的大部分洛伦兹因子不明显大于数千，则同步辐射的探测延伸到约70 GeV，这有利于玻姆扩散激波加速。
2009-04-18 astro-ph.HE
Evolution Patterns of the Peak Energy in the GRB Prompt Emission
在伽马射线暴（GRB）的瞬发阶段，峰值能量（$E_\text{p}$）呈现两种不同的演化模式，即：硬到软和强度跟踪，其物理来源仍然未知。除了GRB瞬发谱的低能指数外，$E_\text{p}$的演化模式可能是区分辐射机制的另一个重要指标（例如，同步加速器或光球）。在同步辐射的框架下，我们探索了参数空间，以找到产生不同的峰值能量演化模式的条件。我们已经开发了一个代码来计算从一个简化的壳的同步辐射数值，考虑三个冷却过程（同步，同步自康普顿（SSC），和绝热）的电子，衰减磁场的效果，体加速的发射壳的效果，和一个可变的源函数，描述了电子在发射区加速的效果。通过对伽玛射线暴同步辐射方案参数空间的探索，我们发现$E_\text{p}$的强度跟踪模式可以在两种情况下实现。一种是电子的冷却过程以绝热冷却或SSC+绝热冷却为主;另一种是，除了冷却过程以SSC冷却为主之外，发射区还处于加速状态。否则，通常会出现$E_\text{p}$的硬到软模式。此外，一个彩色的强度跟踪模式的$E_\text{p}$可以诱导由一个可变的源函数的影响。
2021-12-17 astro-ph.HE
Synchrotron and inverse-Compton emissions from pairs formed in GRB afterglows (analytical treatment)
我们计算了伽玛暴余辉中高能光子（100 MeV以上）形成的电子对的同步辐射和逆康普顿辐射，假设光子谱C_nu ~ nu^{-2}，只考虑初级高能光子产生的电子对。这些对的基本性质（数量、最小能量、冷却能、能量分布）和它们的发射（峰值通量、光谱突变、光谱斜率）由观测量GeV注量Phi（t）= Ft和光谱以及洛伦兹因子Gamma和高能光子源的磁场B（在时间t上）确定。对于给定的B，计算了光学和X射线赝光变曲线F_nu（Gamma）;通过将高能光子源的动力学Gamma（t）设置为减速的相对论激波的动力学Gamma（t），计算了适当的同步自康普顿光变曲线。据发现，从对的发射可以容纳的通量和衰变的即时（GRB）阶段期间测量的光学闪光和延迟（余辉）阶段期间观察到的快速衰减的X射线平台。在100 < Gamma < 500的情况下，得到了最亮的对光辐射，并且主要取决于GeV的注量，与源的红移无关。在伽玛射线暴阶段形成的电子对的辐射提供了一种对反向冲击光闪的替代解释。这两个模型可以区分基于其相应的通量衰减指数-光谱斜率关系，不同的相关性与LAT通量，或通过建模的余辉多波长数据。
2014-07-28 astro-ph.HE
Time-resolved Analysis of Fermi GRBs with Fast and Slow-Cooled Synchrotron Photon Models
利用{ \it费米伽玛射线空间望远镜}对8个以单发射脉冲为主的明亮长伽马射线暴（GRB）进行了时间分辨光谱分析。用带函数等经验谱形式拟合伽玛暴的瞬发辐射，会导致对瞬发辐射物理模型的模糊结论。此外，波段函数通常不足以拟合数据。因此，GRB光谱建模与两个发射组件组成的光学薄的非热同步辐射从相对论电子，当显着，热发射从喷流光球，这是由黑体光谱表示。为了产生可接受的拟合，在8种情况中的5种情况下需要添加黑体分量。我们还发现低能谱指数α与α= -0.81 \pm 0.1的同步分量一致。该值位于慢冷却和快冷却状态下电子的极限值α= -2/3和α= -3/2之间，表明发射点处正在加速。当使用物理同步加速器模型而不是带函数时，黑体分量可以更显著，这说明带函数不能作为非热同步加速器发射分量的良好代理。发现在瞬发阶段，黑体分量的温度和特征发射区尺寸分别随时间按幂律减小和增大。此外，我们发现黑体和非热分量有单独的时间行为。
2013-12-11 astro-ph.HE
