Synchrotron masers and fast radio bursts
快速射电暴（FRB）在GHz频率下具有1 ms的典型持续时间和1 μ y的通量密度，具有超过1e33 K的亮度温度，需要相干发射过程。这可以通过将粒子聚集在小于典型波长的体积中来实现，但这可能具有挑战性。或者，我们可以有微波激射辐射。在一定条件下，同步加速器受激发射过程可能比真实吸收更重要，同步加速器脉泽就可以产生。这发生在发射电子具有非常窄的节距角和能量分布时。这一过程克服了具有极密集的粒子束的困难，并且放宽了光穿过时间限制，因为在源的实际大小和观察到的可变性时间尺度之间没有简单的关系。
2016-09-15 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
On the origin of >10 GeV photons in gamma-ray burst afterglows
费米/LAT已经探测到来自伽马射线暴（GRB）的长时间高能光子（>100 MeV），最高能量光子达到约100 GeV。一种设想是，它们是由高能电子通过同步辐射在伽马射线暴前向冲击中加速产生的。我们研究了在这种情况下的最大同步辐射光子能量，考虑到后面的冲击微观湍流磁场的属性，最近的粒子在细胞模拟和相对论无碰撞冲击的理论分析所揭示的。由于微观湍流磁场的小尺度性质，玻姆加速近似在如此高的能量下失效。这种效应导致了一个典型的最大同步光子数GeV在100秒后的爆发，这个最大的同步光子能量随时间迅速下降。我们表明，最大同步辐射光子能量的快速下降导致同步辐射通量的快速衰减。在瞬发相之后探测到的10-100 GeV光子不能由同步加速器机制产生。如果环爆密度足够大，它们可能起源于早期余辉的同步自康普顿辐射，或者在中心X射线辐射存在的情况下，来自外部逆康普顿过程，如X射线耀斑和瞬发高纬度X射线辐射。
2013-06-04 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
Modeling Synchrotron Self-Compton and Klein-Nishina Effects in Gamma-Ray Burst Afterglows
我们提出了一个自洽的方式来模拟同步辐射自康普顿（SSC）效应在伽马射线暴余辉，近似克莱因西那抑制散射和不。我们提供了我们的结果的解析近似，使它可以被纳入余辉建模代码\texttt{boxfit}，这是目前基于纯同步辐射。我们讨论的光谱形状和演变的变化，由于SSC的影响，并评论这些变化如何影响宽带模型的物理参数。我们表明，SSC效应可以有一个深刻的影响的形状的X射线光变曲线使用模拟，包括这些效果。这导致当考虑仅同步加速器拟合时，不能同时在X射线和无线电频带中很好地拟合数据，并且不能恢复正确的物理参数，其中一些拟合参数偏离模拟输入参数的数量级。这可能会对基于先前宽带建模工作的物理参数分布产生重大影响。
2020-07-08 astro-ph.HE
The Synchrotron Polarization in Decaying Magnetic Field in Gamma-Ray Bursts
极化可以作为研究伽马射线暴（GRB）辐射机制和磁场（MF）结构的一种手段。在MF恒定的情况下，伽玛暴瞬发相的同步辐射偏振已经得到了广泛的研究。在本文中，我们考虑的情况下，衰减MF。我们计算了不同视角下的时间平均和瞬时同步辐射偏振，以及大尺度衰减MF模型，这可以解释所谓的带谱。结果表明，在50-500 keV能量范围内，衰减大尺度MF模型（典型参数为$\sim 0.6$）的轴上时均极化度（PD）高于常数MF模型（$\sim 0.5$）.一个有趣的结果是在离轴情况下的瞬时PD将经历翻转，即，PD将从正值演变为负值。这表明偏振角（PA）改变了角度$90^\circ$。这一结果与GRB 170114 A和GRB 160821 A等暴中PA在脉冲内演化的发现大致一致。我们的结果意味着至少有一部分爆发（离轴爆发）应该有PA演变的脉冲。
2020-08-21 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
Synchrotron Self-Compton Afterglow Closure Relations and Fermi-LAT Detected Gamma-Ray Bursts
费米大面积望远镜（Fermi-LAT）合作报告了第二个伽马射线暴目录（2FLGC），其中包括光子能量超过10 GeV的29个暴的子集。虽然标准的同步加速器前向激波模型已经成功地解释了伽马射线暴（GRB）余辉观测，高能光子高于10 GeV的这些瞬态事件很难在这种情况下描述。本文给出了同步辐射自康普顿（SSC）余辉模型在绝热和辐射情况下以及中心发动机向爆炸波注入连续能量时的闭合关系（CR），研究了2FLGC中所报道的爆发的光谱和时间指数的演化。我们考虑了SSC余辉模型在星风和星际介质中的演化，以及作为辐射参数、能量注入指数和$1<p<2$和$ 2\leq p$电子光谱指数的函数的CR。我们选择所有的伽玛暴，已被建模与一个简单的或一个破碎的幂律在2FLGC。我们发现，SSC模型的CR可以满足在同步加速器场景中无法解释的大部分爆发，即使那些需要中间密度分布的爆发（例如，GRB 130427 A）或用于放大磁场的总能量的非典型部分（$\varepsilon_B$）。在SSC模型中，当冷却谱中断对应于GRB余辉典型值的费米-LAT带时，该参数的值范围为（$\varepsilon_B\approx 10^{-5} - 10^{-4}$）。分析表明，ISM是首选的场景没有能量注入和恒星风介质的能量注入的情况下。
2022-06-23 astro-ph.HE
Synchrotron self-Compton emission from external shocks as the origin of the sub-TeV emission in GRB 180720B and GRB 190114C
最近，据报道，在GRB~ 190114 C和GRB~ 180720 B中分别在爆发后100-1000 s和10 h检测到100 GeV以上的极高能光子。我们的模型可用的宽带数据的同步辐射加同步辐射自康普顿（SSC）的余辉冲击的辐射。我们发现GRB~ 180720 B的亚TeV辐射可以解释为余辉激波在等密度环爆介质中膨胀的SSC辐射。GRB~ 190114 C的SSC辐射在$\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
A Comprehensive Consistency Check between Synchrotron radiation and the Observed Gamma-ray Burst Spectra
对\textit{Fermi} /GBM观测到的53个亮伽马射线暴进行了时间分辨谱分析。我们的样本由908个单独的光谱提取的最好的时间片在每个伽玛暴。我们用同步辐射模型拟合了单能、单幂律、麦克斯韦、传统快冷和破幂律五种情况下的电子分布。我们的研究结果进一步合格通过贝叶斯信息准则（BIC）通过比较与经验模型，即所谓的带函数和截止幂律模型的拟合。我们的研究表明，同步辐射模型，除了快速冷却的情况下，可以成功地拟合大多数观察到的光谱，与单一的幂律的情况是最好的。我们还发现，在超过一半的光谱中，单个幂律同步加速器的电子分布指数表现出通量跟踪行为，即，该指数随着通量的增加/减少而增加/减少，这意味着辐射电子的分布在通量峰值之前随时间逐渐变窄，并且在之后变得更加扩散。结果表明，同步辐射作为γ暴瞬发相的辐射机制仍然是可行的。
2021-12-21 astro-ph.HE
Gamma-ray bursts as cool synchrotron sources
伽马射线暴是宇宙中能量最大的电磁源。它们的瞬发伽马射线辐射对应于1 E42 - 1 E47 J的能量释放。在它们被发现和几个专门的天基仪器50年后，这种发射的物理来源仍然未知。同步辐射是早期的竞争者之一，但受到批评，因为经验模型的光谱拟合（如平滑连接的破幂律或截止幂律）表明低能幂律的斜率太大，违反了所谓的同步辐射死亡线。我们进行时间分辨伽玛射线光谱的单峰伽玛暴测量费米/GBM。我们表明，理想化的同步辐射，适当地结合随时间变化的冷却的电子时，是能够拟合所有这些GBM光谱的~95%。与基于先前经验模型的光谱拟合结果的比较表明，过去排除同步辐射作为通过死亡线导出的发射机制是误导性的。我们的分析探讨了这些超相对论流出的物理和相关的微物理过程，并首次提供了估计的磁场强度和洛伦兹因子的发射区直接从光谱拟合。我们的费米/GBM观测模型提供的证据表明，伽玛暴是由适度磁化的喷流，其中相对论性的微型喷流发射光学薄的同步辐射在大的发射半径。
2018-10-16 astro-ph.HE
Fast cooling synchrotron radiation in a decaying magnetic field and $γ$-ray burst emission mechanism
相对论电子的同步辐射是许多天体物理源中的一种重要辐射机制。在同步辐射冷却时间尺度$t_c$短于动力学时间尺度$t_{dyn}$的源中，电子被冷却到低于最小注入能量。人们认为，这种“快速冷却”的电子具有能量分布$dN_e /dγ_e \propto γ_e^{-2}$，并且它们的同步辐射通量密度具有光谱形状$F_ν\propto ν^{-1/2}$。另一方面，在一个瞬态膨胀的天体物理源，如伽玛射线暴（GRB），在发射区的磁场强度不断减少半径。本文研究了这样的系统，发现在一定的参数范围内，快冷电子可以有一个较硬的能谱，而标准的$d N_e / d γ_e \propto γ_e^{-2}$能谱只有在$t_c \ll t_{dyn}$的深度快冷范围内才能达到.我们将这种新的物理机制应用于伽玛暴，并认为在这种适度快速冷却机制下，低能光子指数$α$具有典型值-1的伽玛暴瞬发光谱可能是由于同步辐射所致。
2014-02-27 astro-ph.HE
Where are Swift Gamma-ray bursts beyond the "synchrotron deathline"?
本文研究了雨燕伽马射线暴（GRB）瞬发辐射的时间分辨谱。我们的目标是看看是否以前的BATSE声称存在大量的光谱与低能量光子指数硬比2/3是一致的斯威夫特的数据。我们进行了系统的搜索事件的光谱硬化到光子指数低于2/3的迅速辐射光谱的雨燕伽玛暴。我们表明，数据的BAT仪器上的斯威夫特是一致的BATSE数据，如果考虑到这两种仪器之间的差异。雨燕伽玛暴中非常硬谱的统计值低得多，这是由于BAT望远镜的视场较小，能带较窄。
2009-03-20 astro-ph.HE
Temporal Evolution of the Gamma-ray Burst Afterglow Spectrum for an Observer: GeV--TeV Synchrotron Self-Compton Light Curve
采用单区含时程序对伽马射线暴（GRB）余辉辐射进行了数值模拟。一致地计算了减速冲击壳层的时间演化以及电子和光子的能量分布。考虑到相对论传播的冲击壳和发射表面的曲率的光子光谱和光变曲线的观察者获得。我们发现，余辉的开始时间是显着早于以前的分析估计。辐射情况下的激波传播和光变曲线的解析公式也与我们的结果不同。我们的结果表明，即使发射机制是从同步辐射切换到同步辐射自康普顿，γ射线光变曲线可以是一个光滑的幂律，这与观测到的光变曲线和在GRB 130427 A中的32 GeV光子的后期检测一致。讨论了由解析公式得到的模型参数的不确定性，特别是与谱指数和衰变指数之间的闭合关系有关。
2017-07-15 astro-ph.HE
The Spectral Sharpness Angle of Gamma-ray Bursts
我们解释了Yu等人的结果。（2015 b）新的锐度角测量到费米伽马射线暴监测器获得的大量光谱。的锐度角进行比较，从各种代表性的发射模型：黑体，单电子同步辐射，同步辐射从麦克斯韦或幂律电子分布的值。结果发现，超过91%的高时间和光谱分辨光谱是不符合任何一种光学薄同步辐射模型单独。在极限情况下，单温麦克斯韦同步辐射函数对峰值通量的贡献仅为58 ± 23 - 18%.这些结果表明，即使是最尖锐但不现实的情况下，单电子同步加速器功能，不能解释所观察到的光谱的大部分。由于物理上可能的同步辐射光谱的任何组合加在一起总是会进一步拓宽光谱，因此在对伽马射线暴瞬发发射相位的光谱峰值或突变的全面解释中，可能需要光学薄同步辐射以外的发射机制。
2016-07-12 astro-ph.HE
Fast radio bursts as synchrotron maser emission from decelerating relativistic blast waves
快速射电暴（FRB）可以产生于超相对论磁化激波的同步脉泽辐射，如年轻磁星的耀斑喷出物。我们结合PIC模拟结果的同步脉泽的自相似冲击减速的动力学，通常适用于伽玛暴，探索FRB排放的影响。我们假设超相对论喷出物碰撞的上游环境是一个温和的相对论重子加载壳释放后，以前的耀斑，高电子离子注入率Mdot ~ 1 e19 - 1 e21 g/s需要在更大的尺度上的动力持久的射电星云与重复爆发FRB 121102和它的高推断旋转措施相一致。一旦激波前面的光学深度到诱导康普顿散射降低到<~几个，观测到的无线电通量峰值，这是一个将GHz观测器置于微波激射器SED高频尾部的条件。给定离子壳层喷射事件之间的间隔~ 1 e5 s类似于FRB 121102最强大的爆发的发生率，我们证明了FRB的产生频率~ 0.1-10 GHz，各向同性辐射能量~ 1 e37 - 1 e40 erg和持续时间~0.1-10 ms的能量~ 1 e43 - 1 e45 erg的耀斑。冲击波的减速和上游介质的透明度增加，产生峰值频率的时间衰减，类似于在FRB 121102和FRB 180814.J0422+73的子突发中看到的向下漂移。为清除发动机周围FRB排放的足够低的密度所需的主要离子注入事件之间的延迟>~ 1 e5 s可以解释延长的“黑暗”期和聚集的爆发到达时间，并导致分散测量的随机变化。在冲击波加热的热电子在伽马射线（X射线…
2019-03-12 astro-ph.HE
Modeling Gamma-Ray Burst Spectra with Convolutional Neural Networks: Fast-Cooling Synchrotron Emission in a Decaying Magnetic Field
Yunnan University（云南大学）；Yunnan Normal University（云南师范大学）
开发基于卷积神经网络的谱仿真器，快速计算衰减磁场中的快速冷却同步辐射模型，并应用于Fermi/GBM观测的GRB 231020A时间分辨谱，发现该模型优于标准快速冷却同步辐射模型。
2026-06-04 astro-ph.HE
A Complete Reference of the Analytical Synchrotron External Shock Models of Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴是宇宙中最明亮的爆炸。它们的喷出物被认为以相对论的速度向地球移动。这种“相对论性喷流“与环形爆发介质之间的相互作用驱动一对（正向和反向）激波。在这些冲击波中加速的电子辐射出同步辐射，为伽玛暴的宽带余辉提供能量。外部冲击理论是一个优雅的理论，因为它调用了有限数量的模型参数，并有很好的预测频谱和时间属性。另一方面，取决于许多因素（例如，能量含量、环境密度分布、喷出物的准直、正向冲击动力学与反向冲击动力学以及同步加速器光谱状况），存在各种各样的模型。这些模型对余辉衰减指数、光谱指数以及它们之间的关系（所谓的“闭合关系”）都有不同的预测，已被广泛用于解释丰富的多波长余辉观测。这篇评论文章提供了一个完整的参考所有的分析同步辐射外激波余辉模型，推导出的时间和光谱指数的所有模型在所有的光谱制度，包括一些制度，还没有公布之前。这篇评论文章被指定为余辉观测者快速识别相关模型以解释其数据的有用工具。分析模型的局限性进行了审查，与列表的情况下总结时，需要数值处理。
2013-10-08 astro-ph.HE
Early optical emission in support of synchrotron radiation in $γ$-ray bursts
$γ$暴中瞬发辐射的起源是一个有争议的话题。观测到的光谱被认为在约束发射区的位置、磁场的强度和加速粒子的分布方面起着至关重要的作用。瞬发辐射光谱与同步辐射方案的明显不一致，导致考虑更复杂的模型。列入软X射线数据（低至0.5千电子伏）在伽玛射线暴光谱导致发现低能量的突破，在他们的光谱。更重要的是，光谱斜率的分布已经转向预测的同步辐射的情况下，如果中断是与同步辐射冷却频率。我们讨论了最近的研究，系统地扩展到光域的调查范围。结果表明，光-γ谱符合同步辐射模型。此外，还对目前广泛使用的由热分量和非热分量组成的经验模型进行了检验。我们的结论是，大部分的光谱是一致的同步加速器的情况下，而两个组件的模型面临着困难，占在存在/不存在的污染余辉发射的光辐射。本文评述了由同步辐射模型的最佳拟合参数导出的伽玛暴发射区参数空间。在一个基本的单次粒子加速模型中，它对应于磁场强度（$\sim$ 10 G）和发射区半径（$R_γ\ge 10^{16}$ cm）的相当人为的解决方案。为了有一个完全一致的情况，有必要对基本模式进行可能的修改。
2020-06-24 astro-ph.HE
Adiabatic and Radiative Cooling of Relativistic Electrons Applied to Synchrotron Spectra and Light-Curves of Gamma-Ray Burst Pulses
我们研究了相对论电子的绝热和辐射（同步辐射和逆康普顿）冷却，这些电子的注入/初始能量分布在典型能量$γ_i$以上是幂律的。分析和数值计算结果的冷却尾部和冷却注入的分布，低于和高于注入电子的典型能量的发展，为同步加速器发射光谱的峰值能量$E_p$的演变，和脉冲形状产生的一个插曲的电子注入。数值计算的同步辐射与伽马射线暴（GRB）脉冲的光谱和形状进行了比较。绝热和辐射冷却过程都导致了脉冲光谱的软化，这两种类型的冷却过程都导致脉冲在更高的能量下更早达到峰值，持续时间更短，与观测结果定量一致。对于绝热主导的电子冷却，幂律注入率$R_i$足以解释所观察到的幂律伽玛暴低能谱。同步加速器主导的冷却导致幂律冷却尾，其产生同步加速器标准斜率α = -3/2，条件是$R_i \sim B^2$，如果磁场是冲击后能量密度的恒定分数，这正是预期。增加（减少）$R_i$和减少（增加）B（t）导致斜率α比标准值硬（分别软）和非幂律（弯曲）冷却尾。逆康普顿冷却产生四个值的斜率α，但对于同步加速器，其他$R_i$或B历史产生更广泛的斜率和弯曲的低能谱。在典型的注入电子下方和上方发展的幂律段之间的反馈导致同步加速器光谱在通常的10 keV-1 MeV观测范围以上和以下有许多中断。
2019-05-24 astro-ph.HE
Gamma-Ray Burst Spectrum with Decaying Magnetic Field
在伽马射线暴的内激波模型中，由于下游均匀磁场中快冷电子的同步辐射谱太软，不能产生低能的伽玛暴谱。然而，磁场可能随着与冲击波阵面的距离而衰减。在这里，我们表明，同步辐射光谱变得更难，如果电子在衰减MF进行同步辐射和逆康普顿冷却。为了使其与具有低能量斜率$νF_ν\proptoν$的典型伽玛射线暴谱相一致，需要激波后MF衰变时间与体电子的冷却时间相当（对应于MF衰变长度，通常为$\sim10^5$趋肤深度）;在MF衰变时间之后，逆康普顿冷却应该主导同步加速器冷却;和/或MF衰变的共动时间大致为$B\propto t^{-1.5}$。一个内激波同步加速器模型与衰减MF可以解释大多数的伽玛暴与低能量斜率不硬比$ν^{4/3}$。
2013-10-02 astro-ph.HE
Multi-Wave band Synchrotron Polarization of Gamma-Ray Burst Afterglows
假设前向激波下游存在相干长度为等离子体趋肤深度尺度的各向异性湍流磁场，研究了伽马射线暴（GRB）余辉的多波段同步辐射线偏振。我们发现，对于典型的伽玛暴，在比较的光学偏振，射电偏振度显示了类似的时间演变，但一个显着较小的峰值。这是由于在无线电和光学波段之间观察到的强度图像形状的差异。我们还表明，偏振光谱的程度经历了从低到高偏振制度以上的光谱峰值频率的强度逐渐变化，并且在两个制度中的偏振角的差异是零或90度。因此，多波段同步观测伽玛暴余辉将是等离子体尺度磁场模型的一个新的确定性检验。我们还讨论了最近用ALMA和其他磁场组态模型对GRB 171205 A射电线性极化探测的理论意义。
2021-05-27 astro-ph.HE
Klein-Nishina effects on the high-energy afterglow emission of gamma-ray bursts
费米大天区望远镜（LAT）最近在多个伽马射线暴（GRB）中探测到了持续时间远大于亚MeV瞬发的高能（> 100 MeV）伽玛射线扩展辐射。一种可能的情况是，这种发射是由在前向冲击中加速的电子产生的余辉同步辐射。在这种情况下，产生同步高能辐射的电子也会经历逆康普顿（IC）损耗，并且与同步光子的IC散射应该处于克莱因-西名状态。本文研究了克莱因-西名散射对高能同步辐射余辉辐射的影响。我们发现，在早期的Klein-Nishina抑制效应对那些产生高能量发射的电子通常是强的，因此它们的逆康普顿损失是小的，康普顿参数Y <几个参数空间的范围很宽。这导致了一个相对明亮的同步辐射余辉在高能量，可以检测到费米LAT。当Klein-Nishina抑制效应随时间减弱时，逆康普顿损失增加，并且在某些参数空间中可能超过同步辐射损失。这将导致高能同步辐射的时间衰减比标准同步辐射模型预测的更快，这可以解释在GRB 090510和GRB 090902 B中观察到的早期高能伽马射线辐射的快速衰减。
2009-11-21 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
Closure Relations of Synchrotron Self-Compton in Afterglow stratified medium and Fermi-LAT Detected Gamma-Ray Bursts
本文推导SSC正激波余辉在0≤k≤2.5分层介质中的闭合关系，纳入绝热/辐射及能量注入条件，解释了Fermi-LAT高能GRB样本。
2023-08-08 astro-ph.HE
FRB 20200428 and potentially associated hard X-ray bursts: Maser emission and synchrotron radiation of electrons in a weakly magnetized plasma?
本文提出用弱磁化相对论等离子体团块中的同步脉泽辐射和电子同步辐射统一解释 FRB 20200428 与 SGR 1935+2154 硬 X 射线暴的关联，并通过蒙特卡罗模拟约束团块参数、复现观测谱。
2025-08-26 astro-ph.HE
The sharpness of gamma-ray burst prompt emission spectra
我们的目标是获得一个时间分辨光谱的曲率，可以直接与理论进行比较的措施。这测试了同步辐射等模型解释GBM瞬发发射光谱的峰值或断裂的能力。我们从官方的费米GBM伽玛暴时间分辨光谱目录中获取爆发样本。我们在各种能量范围内的目录最佳拟合模型中重新拟合了所有光谱，其中包括光谱峰或断裂附近的曲率，总共分析了1，113个光谱。我们计算下的三角形的峰值或断裂的模型拟合曲线下构建的尖锐角，并比较从各种代表性的发射模型：黑体，单电子同步加速器，同步加速器发射麦克斯韦或幂律电子分布的值。我们发现，35%的时间分辨光谱与单电子同步辐射函数不一致，91%与麦克斯韦同步辐射函数不一致。发现单温度、单发射时间和单发射位置黑体函数比所有光谱更尖锐。未观察到锐度角的一般演变趋势，无论是每次爆发还是整个群体。结果发现，极限情况下，一个单一的温度麦克斯韦同步加速器功能，只能贡献高达$58^{+23}_{-18}$ %的峰值通量。我们的结果表明，即使是最尖锐的，但不现实的情况下，单电子同步功能，不能解释所观察到的伽玛射线暴提示光谱的大部分。由于物理上可能的同步辐射光谱的任何组合加在一起总是会进一步加宽光谱，因此在对伽马射线暴瞬发发射相位的光谱峰值或中断的充分解释中，可能需要光学薄同步辐射以外的发射机制。
2015-10-02 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
Synchrotron self-Compton in a radiative-adiabatic fireball scenario: Modelling the multiwavelength observations in some Fermi/LAT bursts
本研究针对标准GRB余辉模型无法解释部分高能光子的问题，提出考虑不同电子能谱的辐射-绝热SSC解析模型，通过9个Fermi/LAT暴样本多波段观测建模约束相关物理参数。
2024-09-18 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
Fast Radio Bursts from non-resonant Alfvén waves and synchrotron maser emission in the magnetar wind
University College Cork（科克大学）；Bar-Ilan University（巴伊兰大学）
磁星风中非共振阿尔芬波与同步辐射微波发射机制可解释快速射电暴的特征频率和能量学，需高洛伦兹因子和低温度条件。
2025-10-29 astro-ph.HE
Prompt optical emission as a signature of synchrotron radiation in gamma-ray bursts
关于伽马射线暴中瞬发辐射的光谱形状的信息，大多数只能在$\gtrsim10$ keV的能量下获得，而在这个能量下，伽玛射线暴探测的主要仪器是灵敏的。这种辐射的起源仍然非常不确定，因为它与同步辐射（最明显的候选者）明显不一致，因此需要考虑不那么直接的情况。包括数据下降到软X射线（$\sim$ 0.5千电子伏），这是仅在一小部分的伽玛暴，已牢固地建立了共同存在的光谱中断的低能量部分的提示光谱，和一致性的整体光谱形状与同步辐射在适度快速冷却制度，低能量中断被确定与冷却频率。在这项工作中，我们进一步扩大调查范围下降到光学波段。特别是，我们测试的同步解释直接拟合理论推导的同步辐射光谱，并利用光学伽马射线数据。其次，我们测试的替代模型，认为存在的黑体组件在$\sim$千电子伏的能量，除了一个非热的组件，负责在光谱峰值（100千电子伏-1兆电子伏）的发射。我们发现，同步辐射提供了一个很好的描述的宽带数据，而模型组成的热和非热组件需要引入一个低能量的非热组件，以符合光学观测。出于良好的同步辐射拟合质量，我们探索的物理参数空间的发射区域。在一个基本的即时发射的情况下，我们发现相当人为的解决方案的磁场强度（5 G $<B^\prime<40$ G）和辐射产生的区域的位置（$R_γ>10^{16}$厘米）。
2019-07-15 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
On The External Shock Synchrotron Model for GRBs' GeV Emission
LAT探测到的（100 MeV - 50 GeV）GRB辐射的主要成分相对于瞬发软（亚MeV）伽马射线开始延迟，并且在软成分消失后持续很长时间。这导致了一个有趣的建议，即这种高能量的发射是通过相对论电子的同步辐射产生的加速的外部冲击。此外，MeV余辉发射的限制导致的建议，至少在明亮的GeV爆发的领域是不是超出了冲击压缩放大。我们在这里表明，限制（内的减速冲击），效率和冷却的发射电子约束的考虑，在这个模型中，磁场，出现在上游（circumburst）和下游（喷出物）地区，使我们能够获得一个直接处理它们的值。最大同步辐射的已知极限，当结合冲击波演化时，意味着能量高于~ 10 GeV的晚期光子（在爆发后超过~100 s到达）不会自然地从外部冲击同步辐射中产生，并且几乎可以肯定有不同的起源。最后，即使是红外光学的适度种子通量（几mJy）也会通过逆康普顿冷却淬灭GeV辐射，除非激波后面的磁场被显著放大。同时观测到红外光学和GeV辐射的爆发将排除这种模型。
2010-03-30 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
Synchrotron Cooling in Energetic Gamma-Ray Bursts Observed by the Fermi Gamma-Ray Burst Monitor
我们研究了费米GBM在其任务的前五年中观测到的8个伽玛暴的时间分辨谱，其注量为1 keV - 1 MeV $f>1.0\times10^{-4}$ erg cm $^{-2}$，信噪比$\text{S/N}\geq10.0$高于900 keV。我们的目标是详细限制的时间分辨的基础上的伽玛射线暴的光谱特性的提示发射，并讨论各种提示发射模型的背景下的拟合结果的理论意义。我们进行时间分辨光谱分析，根据最佳的S/N标准，使用可变的时间合并技术，共产生299个时间分辨光谱。我们将能带函数拟合到所有光谱，并获得低能幂律指数$α$、高能幂律指数$β$、观测到的$νF_ν$光谱中的峰值能量$E_\text{p}$以及低能和高能幂律指数$Δs=α-β$之间的差异的分布。利用$Δs$和$β$的分布，发现电子布居指数$p$与快速和缓慢冷却情景无法区分的“中等快速”情景一致。我们还应用物理激励的同步加速器模型，这是一个三重幂律约束的幂律指数和黑体组件，测试的一致性与同步辐射的起源的即时发射，并获得分布的两个断裂能$E_\text{b,1}$和$E_\text{b,2}$，中间段幂律指数$β$，和普朗克函数温度$kT$。一个同步加速器模型被发现与大多数的时间分辨光谱这八个充满活力的费米GBM爆发具有良好的高能量光子统计，只要冷却和注入中断都包括在内，最左边的光谱斜率被解除包括一个热组件或当一个不断变化的磁场…
2014-10-28 astro-ph.HE
Interpreting time-integrated polarization data of gamma-ray burst prompt emission
目标。随着伽马射线暴（GRB）瞬发相极化数据的积累，极化模型可以得到检验。方法.利用偏振观测结果，我们预测了37个伽玛暴的时间积分偏振。我们使用他们观察到的光谱参数来做到这一点。在该模型中，发射机制是同步辐射，发射区的磁场位形被假定为大尺度有序。因此，预测的偏振度（PD）是上限。结果对于伽马射线暴偏振计（GAP）、POLAR和AstroSat探测到的大多数伽玛暴，预测的PD可以与相应的观测PD相匹配。因此，大尺度有序磁场中的同步辐射模型可以很好地解释POLAR探测到的中等低PD（$\sim10\%$）和GAP和AstroSat观测到的相对高PD（$\sim45\%$）。因此，在这些GRB瞬发阶段或至少在峰值时间期间的磁场由有序分量主导。然而，GAP观测到的GRB 110721 A和AstroSat观测到的GRB 180427 A的预测PD都低于观测值。由于有序磁场中的同步辐射预测了同步辐射模型的PD上限，因此两个爆发的PD观测挑战了同步辐射模型。然后，我们预测了即将到来的POLAR-2上的高能偏振探测器（HPD）和低能偏振探测器（LPD）的PD。在同步辐射模型中，HPD探测到的伽玛暴的集中PD值将高于LPD值，这可能与耗散光球模型的预测不同。因此，更准确的多波段偏振观测是非常需要的，以测试模型的伽玛暴瞬发相。
2022-10-07 astro-ph.HE
Gamma Ray Burst Prompt Emission Variability in Synchrotron and Synchrotron Self-Compton Lightcurves
伽马射线暴的瞬发辐射被认为起源于在高度相对论外流中加速的电子。由中央引擎喷射出的壳层之间的碰撞引起的“内部冲击”是电子加速的主要候选者。虽然同步辐射通常被用来解释内激波模型中的瞬发γ射线发射，同步辐射自康普顿（SSC）也被认为是辐射机制的一个可能的候选者。在这种情况下，人们会期望在低能量下的同步辐射分量，裸眼GRB 080319 B被认为是这样的例子。鉴于GRB 080319 B的γ光变曲线比光学GRB的γ光变曲线变化更大，本文研究了同步辐射和SSC分量之间的相对变化。我们开发了一个“自上而下”的形式主义，通过使用观测量来推断物理参数，并随后研究的同步辐射和SSC组成部分的伽玛暴的时间结构。我们补充的形式主义与“自下而上”的方法，其中同步加速器和SSC光变曲线计算通过蒙特卡罗模拟的内部冲击模型。这两种方法都得出同样的结论。同步光变曲线的微小变化在SSC光变曲线中只能适度放大。因此，SSC模型不能充分解释GRB 080319 B的伽马射线发射特性。
2012-06-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Repeating fast radio bursts from synchrotron maser radiation in localized plasma blobs: Application to FRB 20121102A
本文提出相对论性弱磁化等离子体局域团块中的同步脉泽模型，解释重复 FRB 的窄带谱，并成功再现 FRB 20121102A 的峰值频率与能量分布。
2025-02-16 astro-ph.HE
Fast radio bursts by high-frequency synchrotron maser emission generated at the reverse shock of a powerful magnetar flare
考虑了一个快速射电暴的磁星耀斑模型。我们表明，毫秒爆发的足够的功率可以产生同步脉泽发射点燃的反向冲击传播通过弱磁化的物质，形成磁星耀斑。如果脉泽发射是在各向异性的制度（由于生产区域的几何形状或存在一个强烈的外部源的刺激光子）的持续时间的脉泽闪光是类似的磁星耀斑的持续时间，即使冲击波前半径是大的。我们的方案允许放宽对几个关键参数的要求：在生产现场的磁场强度，耀斑的亮度，和生产现场的体积洛伦兹因子。为了验证该模型的可行性，我们研究了强磁星耀斑与FRB发生率之间的统计关系。预期的比率是通过卷积的红移依赖的磁星密度与耀斑光度函数以上的FRB检测阈值确定的能量极限。我们得到，只有一小部分，$\sim10^{-5}$，强大的磁星耀斑触发FRB。这个比值与我们的估计非常吻合：我们得到磁星的$10\%$应该处于适合产生FRB的演化阶段，并且所有耀斑中只有$10^{-4}$是弱磁化的，这是高频脉泽发射的必要条件。
2022-02-16 astro-ph.HE
Synchrotron Polarization Radiative Transfer: Relativistic Thermal Electrons Contribution
相对论性热电子在大尺度磁场中运动可以产生同步辐射。相对论热电子也可以产生线性同步极化。本文利用热-非热混合电子能量分布计算圆同步辐射偏振。在考虑热电子贡献的情况下，我们进一步计算了同步辐射偏振在光学和无线电波段的辐射转移。我们尝试将极化结果应用于一些天体，如千新星（如AT 2017 gfo/GW 170817）、快速射电暴（FRB）、伽马射线暴（GRB）余辉和超新星遗迹（SNR）。当同步辐射源周围介质对偏振光子产生强吸收时，大的辐射转移光学深度会影响这些粒子的小偏振度。在我们的模型中，我们需要一个强磁场来重现在FRB 140514中观察到的线偏振和圆偏振特性。这表明FRB有一个中子星的起源。
2018-06-11 astro-ph.HE
Synchrotron Circular Polarization in Gamma-Ray Burst Prompt Optical Emission: Relativistic Thermal Electron Contribution
本文研究了伽马射线暴瞬时光学辐射中，相对论性热与非热电子混合分布产生的同步回旋圆偏振，发现混合模型的圆偏振度随电子温度降低而显著升高，且随光学深度增加的下降速度慢于线偏振度。
2025-05-28 astro-ph.HE
Synchrotron Polarization of Gamma-Ray Burst Afterglow Shocks with Hydrodynamic-scale Turbulent Magnetic Field
伽马射线暴（GRB）的余辉是由膨胀的前向冲击波发射的，它被认为具有比星际磁场强得多的磁场，尽管磁场的起源是一个长期存在的问题。到目前为止，已经讨论了两种场放大机制，即等离子体动力学不稳定性和磁流体动力学不稳定性。这两个过程放大的场的相干长度尺度相差$7-10$数量级，偏振观测可以区分它们。在流体动力学尺度湍流磁场假设下，建立了前向激波余辉极化的半解析模型。我们对各向同性湍流和零视角下的同步辐射偏振进行了数值计算。我们发现，当流体共动系中场相干长度尺度为激波区厚度量级时，偏振度为$ \sim1~\%$。这个范围的偏振度是相媲美的观察到的后期光学余辉。我们的模型还表明，无线电偏振度是可比的光学的平均，但可以高于光学的在某些时间间隔。偏振角被示出为随机和连续地变化。这些偏振特性明显不同于等离子体动力学不稳定性的情况。最近开始在射电和光学波段同时对伽玛暴余辉进行偏振观测，这将有助于我们约束磁场放大机制。
2022-12-16 astro-ph.HE
Neutrino Counterparts of Fast Radio Bursts
一个发光射电暴FRB 200428的发现，与快速射电暴（FRB）的性质相似，与银河磁星SGR 1935+2154的X射线耀斑重合，支持宇宙学FRB的磁星模型。爆发的X射线与无线电注量比，以及X射线光谱形状和峰值能量，与FRB 200428是超相对论冲击（例如，通过喷射的等离子体团）传播到磁化的富含重子的外部介质中;激波同时通过激波后面加热的电子的热同步辐射产生X射线/伽马射线，并通过同步加速器脉泽机制产生相干无线电辐射。在这里，我们指出，这种重子加载的冲击场景的一个独特的后果是产生的高能中微子，产生的光强子相互作用的相对论性离子-加热或加速的冲击-与热同步光子的重合爆发。我们估计了这些中微子爆发FRB对应物的性质，发现耀斑能量的~ 1 e-8- 1 e-5（或射电各向同性能量的~ 1 e-4-0.1）被引导到具有典型能量~ TeV-PeV的中微子的产生中。最后，我们讨论了探测这个信号与冰立方和未来的高能中微子探测器的前景。
2020-08-31 astro-ph.HE
The Fraction of Gamma-ray Bursts with an Observed Photospheric Emission Episode
在伽马射线暴的瞬发阶段，没有完整的发射物理描述。然而，光谱分析表明，许多光谱比预期的非热发射模型窄。在这里，我们重新分析了\citet{Yu2019}中的37个爆发的样本，通过拟合每个爆发的最短时间分辨光谱。我们进行模型比较光球和同步辐射模型的基础上贝叶斯证据。我们选择比较的形状最大的预期光谱：发射从光球在一个非耗散流和缓慢冷却的同步辐射从一个狭窄的电子分布。我们发现，光球光谱形状是由$54 \pm 8 \%$的光谱（20/37），而$38 \pm 8 \%$的光谱（14/37）更喜欢同步辐射光谱形状的偏好，三个光谱是不确定的。因此，我们得出结论，伽玛射线暴的光谱确实是非常狭窄的，超过一半的爆发有一个光球发射插曲。我们还发现，三分之一的所有分析的光谱，不仅喜欢，但也与非耗散光球兼容，确认以前类似的发现。此外，我们注意到，光谱，更喜欢光球模型，都有一个低能量幂律指数$α> -0.5$。这意味着$α$是数据首选模型的良好估计量。最后，我们认为，统计上更倾向于同步加速器模型的光谱，同样可以很好地造成亚光球耗散。如果是这样的话，在早期，瞬发阶段的光球发射将更加占主导地位。
2020-03-24 astro-ph.HE
Spectral and Timing Analysis of the Prompt Emission of Gamma Ray Bursts
向孟买塔塔基础研究所提交的物理学哲学博士学位论文（导师：A教授）。R.饶）
2014-09-19 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 Synchrotron Low-Energy Spectrum Arising from the Cooling of Electrons in Gamma-Ray Bursts
这项工作是先前努力（Panaitescu 2019）的延续，旨在研究通过辐射（同步加速器和自康普顿）发射和绝热损失冷却相对论电子，并应用于此类冷却电子产生的同步加速器伽马射线暴的光谱和光变曲线。在这里，我们推导出伽玛暴脉冲积分谱的低能斜率b_LE，并量化了b_LE的测量分布的含义。如果磁场的寿命长于冷却GRB电子辐射低于1-10 keV所需的时间，则功率P（gamma）~ gamma^n的辐射冷却过程，其中n geq 2，即同步加速器和逆康普顿（iC）通过汤姆逊散射，导致GRB脉冲积分谱F_eps ~ eps^{b_LE}在峰值能量E_p以下的软低能谱斜率b_LE leq-1/2，而与电子注入的持续时间T_i无关。IC冷却以E_p以下同步加速器光子的Thomson-Klein-Nishina跃迁处的散射为主，其指数n = 2/3 -> 1，并产生更硬的积分光谱，b_LE在[0，1/6]，而绝热电子冷却导致软斜率b_LE = -3/4。只有当磁场寿命t_B短于典型GRB电子冷却到辐射低于1-10 keV的时间时，产生软积分谱的辐射过程才能适应CGRO/BATSE和Fermi/GBM测量的较硬斜率，这小于（至多）典型GRB电子的十个辐射冷却时标t_rad。在t_B和b_LE之间存在一一对应。为了解释低能斜率b_LE > -3/4，绝热电子冷却需要对t_B进行类似的限制。在这种情况下，斜…
2022-10-06 astro-ph.HE
Gamma-ray burst spectral-luminosity correlations in the synchrotron scenario
本研究针对同步辐射情景下的伽马射线暴，通过对费米观测样本的光谱分析，检验传统Yonetoku关系并发现新的冷却频率与光度的紧密相关性，揭示了其物理本质关联。
2024-09-12 astro-ph.HE
The synchrotron maser emission from relativistic shocks in Fast Radio Bursts: 1D PIC simulations of cold pair plasmas
快速射电暴（FRB）的发射过程至今仍不清楚。我们研究磁星风中相对论激波的同步脉泽发射是否可以解释所观察到的FRB特性。我们进行粒子在细胞（PIC）模拟冷对等离子体中的垂直冲击，检查我们的结果之间的一致性三个PIC代码。我们确认，一个线性偏振的X-模式波是自洽产生的冲击和传播上游作为前驱波。我们发现，在磁化$σ\gtrsim 1$（即，波印廷通量与预激波流的粒子能通量的比率），激波将总入射能量的一部分$f_ξ' \approx 7 \times 10^{-4}/σ^2$转换成前驱波，如在激波系中测量的。波谱为窄带（分数宽度$\lesssim 1-3$），具有明显但不占主导地位的线状特征，因为许多共振同时起作用。在预激波（观测者）坐标系中的峰值频率是$ω^{\prime \prime}_{\rm peak} \approx 3 γ_{\rm s | u} ω_{\rm p}$，其中$γ_{\rm s|u}$是上游坐标系中的激波洛伦兹因子，$ω_{\rm p}$是等离子体频率。在$σ\gtrsim1$中，我们估计的$ω''_{\rm peak}$与以前的工作不同，激波结构呈现出由腔分离的两个孤子，峰值频率对应于腔的本征模。我们的研究结果提供了物理接地输入FRB发射模型内的磁星的情况。
2019-03-04 astro-ph.HE
Double-peaked Pulse Profile of FRB 200428: Synchrotron Maser Emission from Magnetized Shocks Encountering a Density Jump
最近，一个与银河系磁星SGR 1935+2154的强X射线爆发相关的快速射电暴（FRB）200428被探测到，这是支持FRB磁星祖先模型的直接证据。假设FRB的辐射机制是磁化激波的同步脉泽辐射，通过引入上游介质的密度跳跃结构，我们发展了一种特殊的情形，因此FRB 200428的双峰特征是一种自然的结果。在这种情况下，两个脉冲的亮度和发射频率可以很好地解释。此外，我们发现，冲击加速电子的同步辐射是在X射线波段，因此可以负责至少一部分观察到的X射线通量。通过适当的升级，这种密度跳跃场景可以潜在地应用于未来具有多个峰值的FRB。
2020-11-23 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
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
Synchrotron Self-Compton Emission in the Two-Component Jet Model for Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴（GRB）是由相对论喷流引起的高能光子的强烈爆发（瞬发辐射）。在发射之后，多波长的余辉，从无线电到甚高能（VHE）伽马射线，持续了几天以上。在过去的三年中，来自四个伽玛暴（伽玛暴180720 B，190114 C，190829 A和201216 C）的VHE伽玛射线光子被地面成像大气切伦科夫望远镜探测到，如主要大气伽玛成像切伦科夫望远镜（MAGIC）和高能立体系统（H.E.S.S.）。其中一个GRB 190829 A具有特殊的特征，在X射线和光学波段的$1.4\times10^3$ s处出现消色差峰，属于低光度GRB。以前，我们提出了一个双组分射流模型，它有一个小的初始开口半角$θ_0=0.015$ rad和大的体积洛伦兹因子$Γ_0=350$的“窄射流”，和“宽射流”与$θ_0=0.1$ rad和$Γ_0=20$。窄喷流解释了早期的X射线和光发射，以及在离轴观察情况下明显小的各向同性伽马射线能量和峰值能量。此外，晚X射线和无线电（1.3和15.5 GHz）余辉从宽喷流发射。在这里，我们计算的VHE γ射线通量的同步自康普顿（SSC）发射。我们的双成分喷流模型很好地解释了GRB 190829A的多波长余辉，包括VHE γ射线发射。当喷流在轴上观察时，我们的双组分喷流的余辉发射也与GRB 180720B，190114C和201216C的观测结果一致。此外，我们还讨论了切伦科…
2022-12-18 astro-ph.HE
