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 peculiar GRB 110731A: Lorentz factor, jet composition, central engine, and progenitor
伽玛射线暴(GRB)的喷流成分、中心发动机和前身是GRB物理学中的一个未解决的问题。应用宽带观测,包括来自{ \em费米}和{ \em斯威夫特}的数据,以及从凯克主星系的观测伽玛暴的即时发射和余辉性质,我们解决这些问题的奇特,明亮的伽玛暴110731 A。通过使用对不透明度的方法,我们推导出$Γ_{0}>190$在即时发射阶段。或者,我们得到$Γ_{0} \approx 580$和$Γ_{0} \approx 154$通过调用早期余辉阶段内的均匀密度和风的情况下,分别。另一方面,未检测到的光谱中的热成分表明,提示发射可能是由坡印廷通量主导的射流导致同步辐射在光学薄区域的耗散供电。在X射线和光学波段未检测到射流破裂,这使我们能够对射流张开角$θ_{\rm j}>5.5^{\circ}$设定一个下限。在毫秒磁星中央引擎的情况下,我们得出的周期$P_{0}$和极磁场强度$B_{\rm p}$,有极端(但仍然允许)的值。观测到的持续时间较短(7.3 μ s)和相对较大的红移($z=2.83$)使该暴成为一个“静止帧短”的伽玛暴,因此该暴的起源仍有争议。它相对较大的$f_{{\rm eff}, z}$参数(伪伽玛暴的1 s峰值通量与背景通量之比)和与潜在宿主星系的较大物理偏移表明,伽玛暴110731 A的祖先可能是一个致密星合并。
2017-07-29 astro-ph.HE hep-ph
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
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
Can MAD accretion disks launching structured jets explain both GRB and AGN engines? Magnetically arrested accretion disks launching structured jets in application to GRB and AGN engines
我们探索相对论性喷流的形成、能量学和几何学,以及它们的中央引擎的可变性。我们研究快速和缓慢旋转的黑洞,并解决我们的模拟活动星系(AGN)中心和伽马射线暴(GRB)引擎。结构喷流被假定为占整个质量尺度的高能量源的发射特性,从恒星质量的黑洞在伽玛暴和活动星系核中的超大质量黑洞发射。它们的活动核心包含磁化的吸积盘,克尔黑洞的旋转提供了喷射发射的机制。如果吸积的模式是磁制动(MAD),这个过程最有效。在这种模式下,调制的喷气发动机发射的吸积流,在最小的时间和空间尺度上操作的内部不稳定性有关。由于这些尺度与光的穿越时间和黑洞的引力半径有关,因此喷流-圆盘连接的普适模型有望与黑洞质量成比例。本文利用克尔度规对MAD吸积过程进行了3D GR MHD模拟,研究了喷流-盘的联系。我们量化的可变性的磁盘通过傅立叶分析。我们发现,演化是由引擎的物理参数,如黑洞的自旋和磁盘的大小,以及它的磁化,我们应用我们的方案,在AGN和GRB类的典型类型的源。我们发现,MAD方案是适用于活动星系核发动机,并支持持久喷流排放。它也可以应用于伽玛暴,因为它给出了与观测大致一致的变化模式。然而,在某些情况下,强磁场可能会导致射流淬火,这种效果被发现是重要的,主要是伽玛射线暴射流。我们推测,这可能与伽玛射线暴发动机产生的磁力驱动风的强度有关。
2022-10-04 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
Proto-Magnetars as GRB Central Engines: Uncertainties, Limitations, and Particulars
简要回顾了长持续时间伽马射线暴中心引擎的毫秒原磁星模型。模型的局限性和不确定性突出。最大能量,最大持续时间,辐射效率,喷流形成机制,后期的能量注入,和(非)与超新星的毫秒磁星供电的伽玛暴提供了一个简短的讨论。
2010-08-30 astro-ph.HE
Constraining Properties of GRB Central Engines with X-ray flares
伽马射线暴(GRB)中的X射线耀斑被认为是由中心天体的后期活动产生的,因此为诊断中心天体的性质提供了一种有用的工具。本文对一个伽玛暴X射线耀斑样品进行了实验研究,其体洛伦兹因子采用两种不同的约束方法,喷流张角由余辉光变曲线中的喷流突变决定。以超吸积恒星质量黑洞(BH)作为伽玛暴的中心发动机,以Blandford \& Znajek过程(BZ)作为喷流产生机制,利用X射线耀斑数据对中心发动机参数进行了约束.我们发现,BZ机制是如此强大,使它有可能解释伽玛暴的即时发射和明亮的X射线耀斑。风参数($p$)和吸积质量($M_d$)均在合理范围内。我们的结果也适用于GRB 170817A。GRB 170817 A的晚期X射线耀斑,如果是真的,可能不是BH源。
2021-07-27 astro-ph.HE
Microphysics in GRB central engine
研究了伽马射线暴中心引擎中吸积等离子体的结构和演化。这些模型是基于广义相对论MHD模拟。数值格式中采用了适用于稠密简并等离子体的核物质状态方程,而不是简单的多方状态方程。等离子体被中微子冷却,能量被磁场从旋转的BH中提取。我们讨论了我们的结果在可观测的伽玛暴的框架,并推测伽玛暴喷流发射的变异的起源。我们还讨论了重元素合成的风从伽玛射线暴发动机的千诺瓦排放的可能贡献。
2017-12-06 astro-ph.HE
Superflares from magnetars revealing the GRB central engine
长持续时间的伽马射线暴(GRB)可能是由毫秒磁星的旋转能量提供动力的。我认为GRB驱动磁星位于磁星磁场强度分布的高端。GRB磁星的磁场在数百年的时间尺度上衰减,并且可以为类似SGR的耀斑提供能量,其强度比2004年的SGR 1806- 20事件高出约100倍。每年有几次这样的耀斑可能已经被{ \it BATSE}观测到,并被归类为短持续时间的伽玛暴。其中一个超级耀斑与附近的d_L \simless 250 Mpc星系的关联,以及在太空中同时发现的100年前的伽马射线暴余辉(在射电中观测到的),将是伽马射线暴磁星模型的特征信号。
2010-08-16 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
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
A test of the millisecond magnetar central engine model of GRBs with Swift data
一颗快速旋转的强磁化中子星(磁星)被认为是伽马射线暴(GRB)中心引擎的可能候选者。我们系统地分析了2013年8月之前探测到的长伽玛暴的Swift/XRT光变曲线,并根据它们可能拥有磁星中心引擎的可能性将它们分为四类:金,银,铝和非磁星。我们还独立地分析了短伽玛暴的数据与一个假定的磁星中央引擎。然后,我们对磁星样品和非磁星样品的各种性质进行了统计研究,并调查数据是否与存在两种类型的中央引擎的假设一致。通过对磁星物理参数的推导,我们发现金、银样品的观测结果与磁星模型的预测基本一致。对于合理的长伽玛暴聚束因子,推导出的磁星表面磁场$B_p$和初始自旋周期$P_0$落入合理范围。另一方面,短伽玛暴中的磁星风与各向同性一致。磁星样本中没有伽玛暴的束流修正总能量超过磁星初始自旋能量定义的最大能量预算,而一些非磁星伽玛暴确实违反了这样的限制。经过光束校正后,平均而言,非磁星样品比磁星样品更有活力和发光。我们的分析表明,毫秒磁星可能在一个很好的部分,但可能不是所有的伽玛射线暴。
2014-02-19 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
Reviewing the case of the atypical central-engine activity in GRB 110709B
不寻常的GRB 110709 B触发了Swift/BAT两次,时间差为$\sim 11$分钟。它的光变曲线呈现出三个明显的峰,但最初只有两个被识别出来。在这项工作中,我们将每个峰值描述为由于不同的中央发动机阶段:第一个是毫秒原磁星阶段,第二个是BH形成崩溃阶段,最后一个是Blandford-Znajek发动机的Collapsar场景。此外,我们还分析和解释了余辉相引起的标准火球模型。我们的模型可以成功地描述GRB 110709 B的时间尺度、通量和光谱指数。
2015-06-28 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
Deciphering the properties of the central engine in GRB collapsars
长伽马射线暴(GRB)的中心引擎被认为是由大质量恒星的核心坍缩产生的紧凑物体,但其确切性质(黑洞或毫秒磁星)仍然存在争议。虽然伽玛射线暴的中央引擎是隐藏的直接观察,它的属性可能会印在伴随的电磁信号。我们的目标是破译中央引擎的通用属性,这与尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台上的突发警报望远镜(BAT)探测到的长GRB的及时观测是一致的。采用中央发动机的通用模型,其中发动机功率和活动时间尺度彼此独立,我们对成功从恒星突破的喷气式飞机产生的长伽玛暴进行了蒙特卡罗模拟。我们的模拟考虑了喷气爆发时间尺度对发动机光度的依赖性和探测器通量阈值的影响。模拟的可探测的伽玛射线爆发的二维(2D)分布与伽玛射线的亮度与持续时间平面与观察到的一个描述中央引擎的参数值的范围是一致的。模拟的GRBs的固有2D分布在较低的伽马射线光度和较长的持续时间比观察到的峰值,预测,可以在未来测试更灵敏的探测器。黑洞吸积体的功率和活动时间分别由通过祖星和恒星结构的大尺度磁通量决定,这与我们模型推断的中心引擎的性质是相容的。
2020-06-12 astro-ph.HE
Revealing physical activity of GRB central engine with macronova/kilonova data
Li-Paczyński macronova/kilonova信号的建模对中子星合并期间喷射的富中子物质给出了合理的估计。通常,吸积盘比macronova喷出物更大,因此,将盘质量转换为三个合并驱动的GRB的瞬发发射的效率可以直接受到限制。假设与GRB 050709、GRB 060614和GRB 130603 B有关的macronovae/kilonovae是由γ过程物质的放射性衰变产生的,能量转换效率的上限被发现低至$\sim 10^{-6}-10^{-4}$。此外,对于这三个事件,中微子湮灭可能足够强大,可以解释短暂的伽马射线闪光。中微子湮灭也可以解释GRB 050709中持续$\sim 100$ s的“扩展”辐射,但对GRB 060614中的辐射不起作用。这些进展表明,macronova可以作为一种新的探针的中央引擎活动。
2017-01-18 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
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
Magnetar central engine and possible gravitational wave emission of nearby short GRB 160821B
GRB 160821 B是一个红移为$z=0.16$的短伽马射线暴,持续时间小于1秒,在{ \em Swift}/BAT和{ \em Fermi}/GBM两个波段都没有探测到任何超过100秒的“扩展发射”。使用{ \em Swift}/XRT观察到BAT触发后180秒X射线平台期急剧下降。没有发现超新星或千新星的特征。假设这个SGRB的中心引擎是一个最近诞生的超大质量磁星,我们可以将SGRB解释为喷流辐射,其X射线平台是脉冲星风旋转时的内部能量耗散。我们将其表面磁场约束为$B_{\rm p}<3.12\times 10^{16}$ G,初始自旋周期约束为$P_0< 8.5\times 10^{-3}$秒。它的状态方程与具有$M_{\rm TOV} \sim 2.37 M_\odot$和椭圆率$ε<0.07$的GM 1模型一致。它的引力波(GW)辐射可能会被未来的爱因斯坦望远镜探测到,但比先进的LIGO目前的探测能力极限要弱得多。如果这种事件发生在100 Mpc的距离($z=0.023$),那么这种事件的GW辐射将被先进的LIGO探测到。
2016-12-17 astro-ph.HE hep-ph
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
A new model of the Central Engine of GRB and the Cosmic Jets
尽管已有大量的观测数据,现有的模型仍然不能完全解释伽玛暴的能量输出和时间变化。其中一个原因是缺乏一个很好的模型的中央引擎的伽玛射线暴。一个主要的问题,在拟议中的模型与一个黑洞(BH)的中心是,他们不解释所观察到的证据晚时间活动的中央引擎。在本文中,我们开始寻找一个可能的模型,中央发动机作为一个旋转的紧凑机构仍然未知的性质。新模型中喷流的形成完全依赖于基本的Teukolsky主方程。我们证明,这个一般模型可以描述各种形式的准直GRB射流的形成。一些初步的结果。
2009-03-22 astro-ph.HE
Evidence for jet launching close to the black hole in GRB 101219B - a Fermi GRB dominated by thermal emission
本文介绍费米伽玛射线空间望远镜伽马射线暴监测器(GBM)对附近(z=0.55)GRB 101219 B的观测。这次爆发是一个长的伽玛暴,伴随着一颗超新星和一个黑体成分,在雨燕X射线望远镜(XRT)观测到的早期余辉中被探测到。在这里,我们表明,即时伽马射线发射有一个黑体光谱,使这第二个这样的爆发观察费米GBM。黑体的性质,加上红移和我们对辐射效率的估计,使得有可能计算出流出物性质的绝对值。我们得到了初始洛伦兹因子γ =138 \pm 8,光球半径r_phot=4.4 \pm 1.9 \times 10^{11} cm,发射半径r_0 =2.7 \pm 1.6 \times 10^{7} cm。后一个值接近黑洞,表明喷流在恒星中有一条相对畅通的路径。GBM和XRT观测到的黑体分量之间没有平滑的联系,排除了后期发射是由于高纬度效应的可能性。在解释XRT黑体是由于后期中央发动机活动引起的即时发射时,射流必须非常宽或具有团簇结构,其中发射来自小块。对这一成分的其他解释,例如从围绕射流的茧中发射,也是可能的。
2015-02-12 astro-ph.HE
Constraining properties of GRB magnetar central engines using the observed plateau luminosity and duration correlation
在伽马射线暴(GRB; Dainotti et al. 2008)的X射线余辉中,亮度和平台持续时间之间存在内在的相关性,这表明了一个中心引擎的起源。磁星中央引擎模型预测了一个可观测的平台阶段,平台的持续时间和亮度由新形成的磁星的磁场和自旋周期决定。本文分析表明,磁星中心引擎模型可以在1个$σ$不确定度范围内解释高原光度与持续时间的相关性。在相关性中观察到的分散最有可能起源于新形成的磁星的初始自旋周期的扩展,并提供了~35 ms的最大自旋周期的估计(假设伽马射线暴样品的质量、效率和光束恒定)。此外,通过结合观测数据和模拟,我们表明,磁星的发射是最有可能窄束,并有$\lesssim$ 20%的效率转换的旋转能量从磁星到观察到的高原光度。用这种方法得到的光束角和效率与预测值和观测值完全一致。我们发现短暴和扩展辐射短暴具有相同的相关性,但在统计上与长暴的分布不一致,这与它们具有比长暴更宽的光束角是一致的。
2014-07-03 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
GRB 120422A: A Low-luminosity Gamma-ray Burst Driven by Central Engine
GRB 120422 A是一个低光度的伽马射线暴(GRB),与一颗明亮的超新星有关,它的特点是T_(90)~ 5 s相对较短,并且有一个高能的X射线尾。我们分析了Swift BAT和XRT数据,并讨论了物理意义。我们表明,早期的急剧下降的X射线光变曲线可以解释为弯曲的尾巴,一个晚发射情节约58-86秒,弯曲的瞬时光谱在发射情节结束。结合前20 s的主要活动和40 ~ 60 s的弱辐射,瞬发辐射是可变的,它指向一个中心的引擎起源,而不是用来解释附近一些低光度超新星GRB的激波爆发起源。曲率效应的解释和将早期浅层衰减解释为风介质中的滑行外部前向激波发射都限制了体洛伦兹因子Γ在几个左右。比较GRB 120422 A和其他超新星GRB的性质,我们发现区分发动机驱动GRB和冲击爆发GRB的主要标准是时间平均亮度,分离线约为~ 10^48 erg s^-1。
2012-07-17 astro-ph.HE
Variability Time Scales of Long and Short GRBs
伽马射线暴(GRB)是一种能量极高的事件,会产生高度不同的光变曲线。光变曲线被认为是由反映伽玛射线暴中心引擎活动的内部冲击引起的。因此,他们的时间研究可能会导致对伽玛射线暴中心引擎及其演变的理解。光变曲线变化时间尺度是一个有趣的参数,大多数模型都将其归因于物理起源,中央引擎活动、团状环爆介质或相对论性湍流。我们开发了一种统计方法来估计GBM探测到的长和短GRB的GRB最小变率时标(MVT)。我们发现短暴的MVT明显短于长暴的MVT,这支持了前者有一个更紧凑的中心引擎的可能性。我们还发现,用这种方法估计的MVT与拟合脉冲的最短上升时间是一致的。因此,我们使用拟合的脉冲上升时间来研究突发变化时间尺度的演变。变化时间与探测到的最高能量光子相结合,反过来又与内部发动机发射的相对论壳层的最小体积洛伦兹因子有关。%利用这一点,我们涉及到伽玛射线暴光谱的演变的变化时间尺度的演变。
2013-07-29 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
Gravitational waves from precessing engines in GRBs
在伽马射线暴中心的瞬态吸积盘的框架下,我们计算了Lense-Thirring进动的可能周期。接下来,我们评估了与这种动力学设置相关的假定引力波。假设一个磁盘射流系统的伽马射线发射的特征时间剖面,我们得到的光变曲线呈现出类似于一些GRB事件中报道的时间微观结构。在调整了两个特定伽玛暴的参数后,我们评估了这个吸积盘进动产生的引力波的可探测性。最后,我们的分析表明,一些伽玛暴是可能的探测与先进的LIGO。
2011-04-11 astro-ph.HE
The signature of the central engine in the weakest relativistic explosions: GRB100316D
本文介绍了与超新星(SN)2010 bh有关的次高能伽马射线暴(GRB)100316 D的晚期射电和X射线观测结果。我们的宽带分析约束GRB 100316 D的爆炸性能之间的高度相对论性,准直伽玛暴和球形,普通氢剥离SNe的中间。我们发现,~10^49 erg与轻度相对论性(γ =1.5-2)的准球形喷出物相耦合,喷出物膨胀到一种介质中,这种介质先前是由前身质量损失形成的,其速率为Mdot ~10^-5 Msun yr^-1(风速v_w = 1000 km s^-1)。喷出物的动能分布证明了中央发动机的存在,并将GRB 100316 D确定为迄今为止探测到的最弱的中央发动机驱动爆炸之一。来自中央发动机的发射是造成过量的软X射线辐射的原因,该辐射在晚些时候(t>10天)超过标准余辉。我们将这种现象与最快速旋转的磁星的诞生联系起来。另一种可能是,新形成的黑洞的吸积作用可能解释了过量的辐射。然而,需要与标准的后备方案有很大的不同。
2013-08-07 astro-ph.HE
A Narrow Short-Duration GRB Jet from a Wide Central Engine
我们使用二维相对论流体动力学数值计算表明,高度准直的相对论喷流可以产生在中子星合并模型的短期伽马射线暴,而不需要一个高度定向发动机或一个大的净磁通量。即使是在小尺度上产生非常宽的持续流出的流体动力发动机,原则上也可以产生高度准直的相对论性喷流,这是由致密的周围介质促成的,该周围介质提供围绕射流核心的茧。相对于周围气体的扁圆几何形状显著增强了准直过程。先前的数值模拟显示,两颗中子星的合并会产生一个扁扁的、不断膨胀的动态喷出物云。我们表明,这种气体可以有效地准直中央发动机的功率,就像周围的恒星在长时间的GRB模型。对于典型的短持续时间GRB中央发动机参数,我们发现喷气机的开口角度为10度的顺序,其中一大部分的总流出功率的中央发动机驻留在高度相对论性材料。这些结果预测了大的差异,从双中子星合并与中子星-黑洞合并流出的开放角度。
2015-05-20 astro-ph.HE
Temporal Decomposition Studies of GRB Lightcurves
伽马射线暴(GRB)是一种能量极高的事件,会产生高度不同的光变曲线。光变曲线被认为是由反映伽玛射线暴中心引擎活动的内部冲击引起的。因此,他们的时间研究可能会导致对伽玛暴中心引擎及其演变的理解。光变曲线变化时间尺度是一个有趣的参数,大多数模型都将其归因于物理起源,中央引擎活动、云团环爆介质或相对论湍流。我们开发了一种统计方法来估计GBM探测到的长和短GRB的GRB最小变率时标(MVT)。我们发现短暴的MVT明显短于长暴的MVT,这支持了前者的中心引擎更紧凑的可能性。我们发现用这种方法估计的MVT与拟合脉冲的最短上升时间是一致的。因此,我们使用拟合的脉冲上升时间来研究突发变化时间尺度的演变。变率时间又与最小体积洛伦兹因子有关。利用这一点,我们涉及到伽玛射线暴的光谱演化的变化时间尺度的演变。%伽马射线暴(GRB)光变曲线被认为是由反映GRB中心引擎活动的内部冲击引起的。因此,他们的时间反卷积研究可能会导致最小变异性时间尺度的演变的理解,这反过来又与最小体积洛伦兹因子。我们与伽玛射线暴光谱的演变的%最小可变性时间尺度的演变。
2013-02-18 astro-ph.HE
Diagnosing the remnants of binary neutron star merger from GW170817/GRB170817A event
通过引力波辐射和多波长电磁辐射的联合观测发现的事件GW 170817/GRB 170817 A是两颗中子星(NS)合并的第一个明确的“冒烟枪”。然而,合并的剩余部分仍然未知。Piro等人最近声称,GRB 170817 A的X射线变化不显著。通过系统地比较GRB 170817 A余辉和GRB余辉中X射线耀斑的光变特性,发现这种X射线光变与GRB余辉中X射线耀斑具有相似的统计相关性。我们进一步研究了几种可能的合并产物的情况下,看看他们是否可以产生所观察到的X射线变化在GRB 170817 A。第一种情况调用一个稳定的磁星作为中央引擎,通过差异旋转或回退吸积到NS上产生后来的X射线变化。第二种情况调用一个黑洞作为中央引擎与后退吸积过程。最后一个场景是一个长寿命的超大质量NS的中央引擎。我们发现,前两种情况下,很难产生后来的X射线的变化,这需要一个不切实际的NS磁场或一个非常大的恒星信封和一个非常长的吸积时间尺度。然而,第三种情况似乎与观测结果一致,后期的X射线变化可能是由NS与$B_p\in(3.6, 13.5)\times10^{13}$ G坍缩后排出的磁层产生的。
2019-04-25 astro-ph.HE hep-ph
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
GRB 211211A: The Case for an Engine Powered over r-Process Powered Blue Kilonova
本文提出GRB 211211A的蓝色早期辐射无法仅由r过程供能的千新星解释,并论证晚期低功率喷流与红色千新星抛射物相互作用可同时解释其光变曲线和SED,支持GRB中心引擎晚期活动普遍存在的观点。
2024-08-07 astro-ph.HE
Intermittent hydrodynamic jets in collapsars do not produce GRBs
强变率是伽马射线暴(GRB)瞬发辐射的一个共同特征。这种观察到的变化被广泛归因于中央发动机的不稳定性,通过在发动机排出的GRB发射射流中形成强烈的内部冲击。在本文中,我们数值研究流体动力射流的传播,定期注入的变量引擎,通过一个崩溃的恒星的信封。通过对3D数值模拟的输出进行后处理,我们计算了流出物的净辐射效率。我们发现,所有的间歇性射流受到重子污染,抑制发射和以上的光球远低于检测限。这是在连续的喷流,如最近所示,产生一个高度可变的伽马射线光球发射效率高,由于喷流与恒星的信封的相互作用。我们的研究结果挑战可变发动机模型的流体动力射流,并可能施加约束的占空比GRB发动机。如果这样的系统存在于自然界中,它们预计不会产生明亮的伽马射线发射,但应该表现为X射线,光学和无线电瞬变,类似于延迟的GRB余辉信号。
2021-04-15 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
X-ray afterglow of GRB 050712: Multiple energy injections into the external shock
观测到的X射线耀斑表明,伽马射线暴(GRB)爆发后的中心引擎可以释放出大量的能量。作为一个自然的结果,伽玛射线暴的外部冲击可以被一次又一次地激发。利用这种多重能量注入模型,我们研究了GRB 050712独特的X射线余辉光变曲线,它存在四个明显的浅衰变平台。再加上三次早期的X射线耀斑,GRB 050712的中心引擎应该在爆发后至少释放了七次能量。此外,我们还发现,在四个平台期间释放的能量都在同一数量级上,但亮度随时间显著下降。这些结果可能会提供一些有趣的启示伽玛暴中心引擎。
2014-02-19 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
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
Toward a New Model of the Central Engine of GRB
我们提出了新的发展的简单模型的中央引擎的伽玛暴,最近提出的。该模型是基于最小的假设:一些旋转的紧凑的相对论性物体的中心和稳定的扰动,其旋转引力场,描述Teukolsky主方程。我们表明,使用非标准的多项式解的角度Teukolsky方程,我们可以描述形成的准直射流的各种形式。首次建立了Teukolsky方程纯真空黑洞喷流解的类超辐射频率虚部的出现。
2009-03-22 astro-ph.HE
Constraining the Type of Central Engine of GRBs with Swift Data
伽马射线暴(GRB)的核心引擎受到很差的约束。有两个主要的候选者:一个快速旋转的黑洞和一个快速旋转的磁星。此外,X射线平台被广泛接受的能量注入到外部冲击。本文系统地分析了101个具有平台相和已知红移的伽玛暴(2017年5月之前)的\emph{Swift} /XRT光变曲线。由于磁星存在最大能量收支($\sim2\times10^{52}$ erg),而黑洞不存在,这为识别伽玛暴中心引擎的类型提供了一个很好的线索。计算了单个伽玛暴的各向同性动能$E_{\rm K,iso}$和各向同性X射线能量释放$E_{\rm X,iso}$。我们根据黑洞在中央引擎处的可能性将其分为三类:“黄金级”(101个中有9个,$E_{\rm X,iso}$和$E_{\rm K,iso}$都超过了能量预算),“白银级”(101个中有69个,$E_{\rm X,iso}$小于极限,但$E_{\rm K,iso}$大于极限)和“青铜级”(101个中有23个,能量不超过极限)。然后我们用Blandford Znajek机制推导并检验了黑洞参数,发现黑洞候选者(“Gold”+“Silver”)样品的观测结果与黑洞模型的预期一致。此外,我们还利用磁星模型对磁星候选者(Bronze)样品进行了测试,发现磁星表面磁导($B_{p}$)和初始自旋周期($P_{0}$)与磁星模型的预期一致。我们的分析表明,如果磁星风是各向同性…
2018-12-17 astro-ph.HE
The Second Plateau in X-ray Afterglow Providing Additional Evidence for Rapidly Spinning Magnetars as the GRB Central Engine
在尼尔·盖尔斯的\emph{Swift}数据中已经收集到了伽马射线暴(GRB)中心引擎的证据。例如,一些伽玛暴显示出内部X射线平台,随后是非常陡峭的衰变,这很难在黑洞(BH)中心引擎的框架内解释,但在快速旋转的磁星引擎图片中是一致的。在高原的末端,非常陡峭的衰减表明中心引擎突然停止,这被解释为超大质量磁星在旋转时坍缩成黑洞。在这里,我们提出了一些额外的证据,如第二个X射线平台功能会出现,如果回落吸积可以激活新生BH和足够的能量可以从新生BH转移到伽玛射线暴冲击波。通过对所有长伽玛暴的系统数据分析,我们在\emph{Swift}样本中发现了三个候选者,即,GRB 070802、090111和120213 A,其X射线余辉光变曲线包含两个平台,第一个是内部平台。我们发现,在一个相当宽松和合理的参数空间,第二个X射线平台数据的所有3个伽玛暴可以很好地解释与我们提出的模型。未来的观测可能会发现更多类似的事件,这可能会提供更多关于磁星和新生BH性质的信息。
2020-05-02 astro-ph.HE hep-th
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
Open Questions in GRB Physics
综述了2011年至今伽玛暴物理学中存在的主要问题,包括伽玛暴的分类、起源、中心发动机、喷出物成分、能量耗散和粒子加速机制、辐射机制、长期发动机活动、外震余辉物理、高能辐射起源和宇宙学背景等。展望解决这些问题与即将到来的中法伽玛射线暴任务,SVOM,概述。
2011-04-05 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
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