Absorption of GRB X-ray Afterglows by The Missing Baryons: Confronting Observations with Cosmological Simulations
本文利用 IllustrisTNG 模拟计算缺失重子对 GRB X 射线余辉的宇宙学吸收，发现其可解释显著部分观测光深，但模拟金属丰度偏低导致仍有差异。
2023-06-08 astro-ph.HE
Modeling the Multi-band Afterglows of GRB 060614 and GRB 060908: Further Evidence for a Double Power-Law Hard Electron Energy Spectrum
在相对论性无碰撞激波中加速的电子通常被假定遵循指数为$p$的幂律能量分布。在观测上，虽然大多数伽玛射线暴（GRB）的余辉与$p>2$一致，但仍有少数GRB暗示硬（$p<2$）电子能谱。我们以前的工作表明，GRB 091127给出了强有力的证据，一个双幂律硬电子能量（DPLH）谱与$1<p_1<2$，$p_2>2$和“注入中断”假设为$γ_{\rm b}\propto γ^q$在高度相对论制度，其中$γ$是大量的洛伦兹因子的射流。在本文中，我们表明，GRB 060614和GRB 060908提供了这样的DPLH谱的进一步证据。在均匀星际介质中，考虑连续的能量注入过程，用DPLH模型解释了GRB 060614的多波段余辉，而GRB 060908则采用类似风的环爆密度剖面.这两个爆发，以及GRB 091127，表明在注入中断的演变中有类似的行为，与$q\sim0.5$。这是否代表了注入中断的普遍规律仍然不确定，需要更多这样的余辉观测来验证这一猜想。
2018-03-08 astro-ph.HE
A search for lines in the bright X-ray afterglow of GRB120711A
GRB 120711 A是由INTEGRAL卫星发现并迅速定位的，由于其高伽马射线通量、非常明亮的X射线余辉以及探测到瞬时光学瞬变和GeV能量的持久发射，引起了特别的兴趣。用XMM-牛顿卫星进行的后续观测提供了0.3-10千电子伏的X射线谱，并提供了爆发后20小时伽马射线暴余辉的前所未有的统计数据。光谱很好地符合光子指数为1.87+-0.01的幂律，并根据银河系和伽马射线暴宿主z=1.4时的吸收进行了修正。只有当主金属丰度低于太阳值的0.05时，才能得到与中性氢观测估计值一致的银河系吸收。我们报告了使用匹配滤波器平滑方法（Rutledge和Sako 2003）对发射和吸收线进行灵敏搜索的结果。通过蒙特卡罗模拟得到的发射谱线的等效宽度的上限为几十eV，比文献中报道的其他爆发的可能谱线的上限低约10倍。
2013-07-31 astro-ph.HE
Prompt optical emission and synchrotron self-absorption constraints on emission site of GRBs
我们约束的距离伽马射线暴（GRB）提示发射现场从爆炸中心，R，通过确定的位置，电子的自吸收频率的伽玛射线暴提示光-X/伽玛射线的光谱能量分布，假设光学和伽玛射线的发射是在同一个同步辐射连续的一组热电子。在我们的分析中考虑了所有可能的光谱制度。该方法只有两个假设参数，即发射源γ的体洛伦兹因子和发射区的磁场强度B（具有弱的依赖性）。我们确定了满足以下三个标准的4个爆发的小样本：（1）它们都在多个观测时间间隔内同时具有光学和伽马射线探测;（2）它们都显示出光学和伽马射线光变曲线之间的时间相关性;（3）光学发射与伽马射线发射属于相同的光谱分量一致。对于这4个爆发的所有时间间隔，推断R \geq 10^{1/4}（Gamma/300）^{3/4}（B/10 ^5 Gauss）^{1/4} cm。对于样品的一小部分，对于Gamma ~ 300，约束可被固定到R \approx 10^{14} - 10^{15} cm。对于具有即时光学非检测的爆发的第二样本，仅可以获得R的上限。我们没有发现这个非检测样本的R-约束和检测样本的R-约束之间的不一致。
2009-06-17 astro-ph.HE
Synchrotron self-absorption in GRB afterglows: the effects of a thermal electron population
在标准的同步辐射余辉模型中，电子的幂律是光子产生和吸收的所有方面的原因。最近的数值研究表明，下游介质中的绝大多数粒子实际上是“热”粒子，它们被冲击加热，但没有进入费米加速过程（这个名字与非热高能尾形成对比，而不是意味着麦克斯韦分布）。当这些热电子参与余辉时，在光学和更高能量处有实质性的差异，但是沿着这些路线的早期工作忽略了电磁波谱的无线电端。我们在这里报告的扩展以前的蒙特卡罗模拟的伽马射线暴余辉。该模型现在包括同步加速器自吸收（SSA）过程，因此可以模拟整个EM光谱的余辉，并在时间上达到几个数量级。为了与早期的工作保持一致，热电子的加入使SSA频率增加了30倍，射电强度增加了100倍。此外，这些变化的发生没有改变后期的光学或X射线余辉。我们的结果提供了非常有力的证据，热电子必须考虑在任何多波长模型余辉。
2018-04-17 astro-ph.HE
Soft X-ray absorption excess in gamma-ray burst afterglow spectra: Absorption by turbulent ISM
三分之二的长持续时间伽马射线暴（GRB）显示出超过银河系的软X射线吸收。从紫外光谱和光学光谱推断的金属柱密度与从软X射线光谱得出的柱密度不同，有时相差一个数量级，后者更高。在GRB X射线余辉光谱中观测到的软X射线吸收过剩的起源仍然是一个有争议的问题，这导致了许多关于GRB宿主星系内部和外部热物质对我们的X射线余辉观测的影响的研究。然而，迄今为止提出的所有模型要么只能解释我们观测的一个子集（即z > 2），要么它们需要在吸收材料内存在相当极端的条件。在本文中，我们研究了碰撞电离和湍流星际介质（ISM）对伽玛暴余辉的吸收。我们发现，一个密集的（每立方厘米3）碰撞电离ISM可以产生不同的因素10的UV/光学和软X射线吸收柱密度，然而，这样的视线的UV/光学和软X射线吸收柱密度和2-3个数量级相比，伽玛射线暴余辉光谱低。对于那些具有较大的软X射线过剩高达一个数量级的伽玛暴，在吸收的贡献，从湍流ISM这里考虑将减轻所需的条件，额外的吸收组件，如伽玛暴环暴介质和星系际介质。
2016-03-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Average power density spectrum of long GRBs detected with BeppoSAX/GRBM and with Fermi/GBM
从过去的实验中发现，红移未知的伽玛暴的平均功率密度谱（PDS）可以用幂律f^（-alpha）从0.01到1 Hz建模，alpha大致与5/3一致。最近对Swift/BAT目录的分析表明，在15-150 keV波段有类似的结果。我们对BeppoSAX/GRBM和Fermi/GBM探测到的明亮伽玛暴进行了同样的分析。BeppoSAX/GRBM数据能量范围为40-700 keV，时间分辨率为7.8和0.5 ms，使我们能够首次探索极高频率（高达1 kHz）下的平均PDS，并揭示了先前在CGRO/BATSE数据中发现的1-2 Hz附近的突变。费米/GBM数据，在8-1000千电子伏的能带，使我们能够探索第一次在一个广泛的能量范围内的平均PDS。我们的结果证实并扩展了PDS斜率的能量依赖性，根据该理论，较硬的光子具有较浅的PDS。
2013-03-11 astro-ph.HE
XMM-Newton and INTEGRAL observations of the bright GRB 230307A : vanishing of the local absorption and limits on the dust in the Magellanic Bridge
本文利用 XMM-Newton 观测明亮 GRB 230307A 的余辉，发现其本地吸收消失并设定了麦哲伦桥尘埃吸收上限。
2023-09-11 astro-ph.HE
Thermal Electrons in GRB Afterglows
到目前为止，几乎所有的多波长长持续时间的伽马射线暴的建模都忽略了同步辐射的电子预计通过冲击波没有加速到幂律分布的显着人口。我们调查的影响，包括热，非加速电子的贡献，同步辐射吸收和发射的标准余辉模型，并表明，这些热电子提供了一个额外的来源不透明的同步自吸收，并产生一个额外的发射组件在更高的能量。额外的不透明度的结果在同步自吸收频率的基准参数的10- 100倍的增加。额外辐射的性质取决于热粒子数的细节，但通常可以观察到，在爆发后几秒钟内，产生的光谱峰值比非热粒子数的辐射亮相似，几天后在毫米和射频下仍可检测到。
2018-11-25 astro-ph.HE
Cosmological evolution of the absorption of $γ$-ray burst X-ray afterglows
$γ$ -射线暴（GRB）余辉的X射线吸收是普遍存在的，但人们对其了解甚少。由X射线导出的伽玛暴X射线余辉的中性氢柱密度（$N_{\rm H}$）随红移而增加，这可能为这种吸收的起源提供线索。我们使用来自Swift XRT库的350多个具有光谱红移（$z$）的X射线余辉以及$z>1.6$源中的100多个Ly\，$α$吸收测量。在0.5千电子伏的平均光学深度$τ$的观察趋势是一致的主机$N_{\rm H}(z)$，和吸收扩散星系际介质，随着主机的贡献减少$τ$急剧增加。我们用X射线余辉和Ly\，$α$线的$N_{\rm H}$分析了一个高$z$伽玛暴的子样本。X射线衍生的$N_{\rm H}(z)$的增加与Ly 1，$α$衍生的柱密度没有这样的增加形成对比。我们认为，这种差异意味着在高$z$下，X射线和Ly 1，$α$吸收体之间缺乏关联。这表明在高$z$下的X射线吸收是由介入的吸收体所主导的，这使得星系际介质的吸收贡献变得可信。
2019-08-27 astro-ph.HE
MAGICal GRB 190114C: Implications of cutoff in the spectrum at sub-$GeV$ energies
GRB 190114 C是一个不寻常的伽马射线暴（GRB），这是由于它在红移z = 0.42处被MAGIC探测到的亚$TeV$能量。这个爆发是\fermi探测到的最亮的GRB之一。当还检查LAT \emph{low-energy events}（LLE）数据时，即时发射的联合GBM-LAT分析揭示了亚$GeV$光谱截止的存在。类似的高能量截止也在GRB 160509 A和GRB 100724 B以及少数其他来源中报道过。截止可以解释为固有的不透明度，由于对生产内的发射区域。GRB 190114 C显示了从非热到准热的光谱和辐射成分，可以归因于余辉的过渡。基于光谱分析，我们限制了瞬发发射的位置和$Lorentz$因子。我们知道在MAGIC中探测到了亚$TeV$光子，我们认为观测到的光谱确实是两个发射点的重叠，其中在\fermi中观测到的发射与通过光球耗散产生的瞬发发射以及来自外部冲击的并发分量更加一致。
2020-10-15 astro-ph.HE
On the Polarized Absorption Lines in Gamma-ray Burst Optical Afterglows
伽马射线暴（GRB）光学余辉的分光偏振测量包含了连续谱线和吸收谱线的偏振信息。基于塞曼效应，强磁场中的吸收线被极化并分裂成三重态。本文求解了吸收线的偏振辐射转移方程，得到了吸收线的线偏振度随光学深度的变化关系。为了有效地测量吸收线的线性偏振度，需要至少为$10^3$ G的磁场强度。产生偏振吸收线的金属元素应该足够丰富，并且具有大的振荡强度或爱因斯坦吸收系数。我们鼓励偏振测量和吸收线的高色散观测，以检测早期伽玛射线暴光学余辉中的三重态结构。
2021-06-06 astro-ph.HE
Modelling the Multi-band Afterglow of GRB 091127: Evidence of a Hard Electron Energy Spectrum with an Injection Break
伽玛暴的余辉被认为是由外流与外部介质相互作用产生的激波加速电子的同步辐射产生的。通常假设加速电子遵循指数为$p$的幂律能量分布。观测上，虽然大多数伽玛暴余辉的$p$大于2，但仍有少数伽玛暴显示出硬（$p<2$）电子谱。GRB 091127，以及采样宽带余辉数据，显示了一个硬电子光谱和强大的光谱演化的证据，从高到低能量的光谱中断移动。光谱突变的演变非常快，不能解释的标准余辉模型中的冷却中断，除非不断变化的微物理参数的假设。此外，多波段余辉光变曲线在33k附近出现消色差突变。基于具有注入间断的硬电子能谱模型，我们将观测到的谱间断解释为注入间断对应的同步辐射频率，将消色差间断解释为由喷流边缘效应引起的喷流间断。结果表明，该模型能较好地再现GRB 091127的光谱演化和多带余辉光变曲线。
2016-04-17 astro-ph.HE
VLT/X-shooter spectroscopy of the GRB 090926A afterglow
通过对伽马射线暴GRB 090926 A余辉光谱的分析，研究了该暴的环境和干扰吸收体。我们分析了伽玛暴090926 A的中分辨率光谱观测（R= 10000，对应于30 km/s，S/N=15 - 30，波长范围3000-25000），在伽玛暴触发后~ 22小时的VLT上用X射线摄影机拍摄。光谱表明，在伽玛暴宿主星系在z = 2.1071的ISM是丰富的吸收功能，有两个组件有助于线的轮廓。除了基态谱线外，我们还探测到了C Ⅱ、O Ⅰ、Si Ⅱ、Fe Ⅱ和Ni Ⅱ的激发吸收特征。没有主机星系发射线，分子吸收功能，也没有弥漫的星际带中检测到的光谱。GRB 090926 A的氢柱密度为log N_H/cm^{-2} = 21.60 +/- 0.07，主星系的金属丰度相对于太阳值在[X/H] = 3.2 × 10 ^{-3}-1.2 × 10 ^{-2}的范围内，即，是伽玛射线暴宿主星系观测到的最低值之一。与星系化学演化模型的比较表明，GRB 090926 A的宿主可能是一个矮不规则星系。我们对主星系ISM的氢分子分数设定了一个上限，即f <7 X10 ^{-7}。我们得到的信息之间的距离主机吸收气体和伽玛射线暴爆炸的网站。发现分量I的距离为2.40 +/- 0.15 kpc，而分量II位于远离GRB的位置，可能在~ 5 kpc处。这些值与其他伽玛暴的值是一致的。
2010-07-30 astro-ph.HE
Spectral Diversities of Gamma-ray Bursts in High Energy Bands: Hints from Turbulent Cascade
我们统计检验了费米-GBM和费米-LAT观测得到的伽马射线暴（GRB）光子指数，并将LAT GRB光子指数与GBM GRB光子指数进行了比较。我们用抖动辐射解释了伽玛暴在高能带的光谱畸变。在我们的模型中，抖动辐射光谱指数由湍流的光谱指数决定。当我们比较GBM和LAT探测时，我们根据GRB高能谱的形状将GRB分为三类：GRB谱是凹的（GRB变得更软，被标记为S-GRB），GRB谱是凸的（GRB变得更硬，被标记为H-GRB），GRB没有强烈的光谱变化（标记为N-GRB）。湍流级联中普遍存在的Kolmogorov指数7/3与N-GRB的光子指数一致。在湍流谱指数为8/3 ~ 3.0的范围内，S-GRB谱可以用动力学磁重联引起的湍流级联来解释。H-GRB谱来源于大尺度磁重联过程中湍流谱指数范围为2.0 ~ 3.5的逆湍流级联。因此，伽玛暴辐射谱是多样化的，因为湍流级联修改湍流能谱。预计未来将有更多的观测样本来进一步确定我们的建议。
2020-06-27 astro-ph.HE
An evolving GeV spectrum from prompt to afterglow: the case of GRB 160509A
我们介绍了GRB 160509 A的高能发射特性，从它的即时任务到余辉阶段。GRB 160509 A包含两个发射事件：爆发开始（t0）后0- 40 s和280- 420 s。GRB 160509 A相对较高的注量使我们能够建立一个超过100 MeV的不断发展的光谱。在第一次发射过程中，>100 MeV的光谱是软的，Γ=>3.0，这可以通过具有高能量截止的能带函数平滑地连接到keV能量。在t0+ 40 s之后，>100 MeV的谱迅速变为硬谱，其中Γ<=1.5。高能光子的存在，例如，到达t0+77秒的52 GeV和到达t0+70 ks的29 GeV很难通过来自前向冲击电子的同步加速器发射来协调，但可能是由于逆康普顿机制（例如，同步加速器自康普顿发射）。在爆发开始后300 ~ 1000 s之间还发现了一个约为2个标准差的软谱（Γ~2），这表明在这段短时间内有不同的发射机制在起作用。GRB 160509 A代表了在解释余辉GeV发射时必须考虑逆康普顿发射的最新例子，这在费米LAT发射之前很久就已经提出了。
2017-06-18 astro-ph.HE
A lingering non-thermal component in the GRB prompt emission: predicting GeV emission from the MeV spectrum
由\emph{Fermi} /LAT探测到的高能GeV伽马射线暴（GRB）发射与由\emph{Fermi} /GBM探测到的低能MeV伽马射线暴发射相比，具有显著不同的形态。虽然晚时间的GeV辐射被认为是通过外部冲击产生的同步辐射，这种早在瞬发阶段的辐射是令人费解的。这两种辐射之间有意义的联系只能通过精确描述即时MeV谱来得出。我们进行了时间分辨光谱的GBM数据的长GRB具有显着的GeV的排放，使用的模型由2个黑体和幂律。我们详细研究了光谱成分的演变，发现具有高GeV发射的GRB（GRB 090902 B和GRB 090926 A）具有延迟的幂律成分，在GBM光谱中，它徘徊在提示发射的后期部分。这种行为模仿LAT中的通量演变。与此相反，明亮的GBM GRB的数量级较低的GeV的排放（GRB 100724 B和GRB 091003）显示了耦合的变化的总通量和幂律通量。此外，通过分析一组17个伽玛暴的数据，我们发现在MeV的幂律通量和LAT通量之间有很强的相关性（皮尔逊相关：r=0.88和斯皮尔曼相关：$ρ=0.81$）。我们证明，这种相关性是不受总的和幂律的能量密度之间的相关性在2.3 $σ$的置信水平。我们推测可能的辐射机制负责的相关性。
2013-08-13 astro-ph.HE
MeV absorption in gamma-ray bursts as a probe of their progenitor environments
Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN - Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所-格兰萨索国家实验室）；INAF - Osservatorio Astronomico d’Abruzzo（意大利国家天体物理研究所-阿布鲁佐天文台）；INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所-布雷拉天文台）；INFN – Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所-米兰比可卡分部）；INFN, Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所-的里雅斯特分部）
研究伽马射线暴中回散射X射线与MeV伽马射线发生光子-光子吸收，产生宽吸收特征，可用于探测前身星周围稠密介质。
2026-06-08 astro-ph.HE
Local absorption of high-energy emission from gamma-ray bursts
由伽马射线暴（GRB）发射的高能光子与低能光子相互作用，产生有效光学深度。在这封信中，我们估计的不透明度所造成的光子场位于不同的距离长伽玛射线暴网站：的大质量恒星的祖先，恒星形成的分子云包含伽玛射线暴，和总光子场的宿主星系的双星伴星。前两个光子场被发现是透明的最合理的假设这些系统。在银河系辐射场的情况下，我们已经进行了几次数值模拟，以计算预期的不透明度为不同的视线几何形状通过宿主星系，并包括一个完整的会计产生的红外辐射的吸收和再辐射的星光尘埃。GeV伽马射线的光学深度，由于直接星光是小于所有宿主星系的统一。在较高能量（$>$ 10 TeV）下，由于尘埃再辐射的中红外至远红外银河系内光子数量迅速增加，可能会发生光谱截止。因此，河外背景光中的光子仍然是费米LAT正在进行的伽马射线暴观测和地基伽马射线望远镜未来潜在探测的光子-光子不透明度的唯一相关来源。
2010-10-30 astro-ph.HE
Spectral properties of 438 GRBs detected by Fermi/GBM
我们介绍了截至2010年3月费米伽马射线暴监测器（GBM）探测到的438个伽马射线暴（GRB）公共数据的光谱分析结果。对于432个爆发，我们可以拟合时间积分谱。在318例中，通过分析它们在8 keV ~ 35 MeV之间的时间积分谱，我们可以可靠地限制它们的νF_ν谱的峰值能量Epeak。这些光谱的80%由具有指数截止的幂律拟合，其余的由带函数拟合。在这318个伽玛暴中，长伽玛暴有274个，短伽玛暴有44个。长伽玛暴的典型峰值能量Epeak=160 keV，低能谱指数α =-0.92。短暴的峰值能量（Epeak=490 keV）和低能谱指数（alpha=-0.50）比长暴更硬。对于每一个费米伽玛暴，我们也分析了相应的频谱峰值流量的爆发。平均而言，峰值谱具有较硬的低能谱指数，但与对应的时间积分谱相似。在我们的费米/GBM爆发的分析中得出的光谱参数与2008年12月之后GRB Cicular Network（GCN）档案中报道的光谱参数在全球范围内一致，而我们发现了系统性差异，关于较早爆发的低能幂律指数。
2011-02-03 astro-ph.HE
Photometric and Spectroscopic Observations of GRB 140629A
本文介绍了GRB 140629A的光学光度和光谱观测结果。通过我们的光谱数据中的金属吸收线测量了$z=2.275\pm0.043$的红移。利用我们的测光数据和其他望远镜观测到的多个观测数据，我们表明，它的光学光变曲线很好地解释了薄壳情况下的标准前向激波模型。它的光学X射线余辉光谱与一个单一的幂律函数共同拟合，产生一个光子指数为$-1.90\pm 0.05$。伽玛暴宿主星系的消光和中性氢吸收可以忽略不计。与标准模型的光变曲线拟合表明，环境密度为$60\pm 9$ cm $^{-3}$，伽玛射线暴辐射效率低至$\sim 0.24\%$，可能表明该伽玛射线暴的喷出物以重子为主。这种爆发与$L_{\rm p, iso}-E_p^{'}-Γ_0$关系非常一致，但肯定违反了涉及几何修正（或喷射中断时间）的经验关系。这就产生了一个可能的选择效应对这些关系的问题，因为这个伽玛射线暴的射流开口角是非常窄的（0.04弧度）。
2018-04-17 astro-ph.HE
Constraining the jet composition of GRB 221009A with the prompt TeV emission limit
本文通过模拟研究 GRB 221009A 的内部 $\gamma\gamma$ 吸收，发现仅靠该吸收无法解释 TeV 与 MeV 流量比极限，指出其喷流成分很可能由 Poynting-flux 主导。
2023-11-19 astro-ph.HE
Probing the ambient medium of GRB 090618 with XMM-Newton observations
长伽马射线暴（GRB）是大质量恒星死亡的信号。余辉辐射可以用来探测祖先环境，通过详细研究的吸收模式印记的环暴物质以及宿主星系星际介质上的连续光谱。这已经在光学波长下完成，并取得了令人印象深刻的结果。类似的研究原则上可以在X射线波段进行，使我们能够了解材料的金属含量，成分和吸收体的距离。我们开始利用这条路线，通过高分辨率光谱XMM牛顿观测GRB 090618。我们发现了一种高金属量吸收介质（Z> 0.2 Zsun），S和Ne相对于其他元素可能有所增强（在>3.4 sigma的水平上改善拟合）。包括金属丰度对X射线柱密度测定的影响，吸收的X射线和光学评价是一致的小麦哲伦云消光曲线。
2011-06-29 astro-ph.HE
GRB 090426: The Environment of a Rest-Frame 0.35-second Gamma-Ray Burst at Redshift z=2.609
我们发现了GRB 090426的吸收线红移z = 2.609，建立了观测持续时间<2 s的伽马射线暴的第一个确定的红移下限。通过对T_90z = 0.35 s的静止帧爆发持续时间和事件峰值能量的详细检查，我们认为这很可能（在> 90%的置信度下）是短/硬伽玛暴唯象类的一员。通过对光学余辉光谱的分析，我们发现爆发起源于一条非常低的HI柱密度视线，N_HI <3.2 x 10^19 cm ^-2。我们的GRB 090426余辉光谱似乎也有较弱的低电离吸收（硅II，C II）比以前的余辉光谱的~95%。最后，我们还报告发现了一个蓝色的，非常明亮的，恒星形成假定的宿主星系（~2 L *）在一个小的角度偏移的光学余辉的位置。我们认为，这种独特的伽玛暴的背景下，爆发持续时间分类和我们的理解伽玛暴祖场景的影响。
2009-07-09 astro-ph.HE
Long-Duration Gamma-Ray Burst Host Galaxies in Emission and Absorption
拥有长持续时间GRB的星系群提供了一种约束祖先的方法，并提供了一个利用这些剧烈爆炸来描述高红移宇宙性质的机会。对伽玛射线暴宿主星系的辐射研究揭示了一个具有巨大多样性的恒星形成星系群，其质量、金属丰度和红移范围很广。然而，作为一个人口伽玛射线暴主机显着不那么大规模和贫穷的金属比主机的其他核心崩溃瞬变，这表明伽玛射线暴的生产是唯一有效的金属丰度显着低于太阳能。伽玛射线暴也可能更喜欢紧凑的星系，以及星系的致密和/或中心区域，而不是其他类型的核心坍缩爆炸。与此同时，研究宿主对明亮的GRB光学余辉的吸收提供了一种独特的手段，揭示了即使是最微弱和最遥远的星系中ISM的性质;这些观测有助于将星系的化学演化和星际尘埃的性质限制在非常高的红移。新的地面和空间仪器，以及更大和更仔细选择的样品的积累，不断增强我们对伽玛射线暴宿主种群的看法。
2016-02-02 astro-ph.GA 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
Time-dependent excitation and ionization modelling of absorption-line variability due to GRB 080310
我们的模型的时间变化的吸收的Fe II，Fe III，Si II，CII和Cr II的UVES光谱中检测到的GRB 080310，余辉辐射激发和电离的星际介质在宿主星系中的红移z=2.42743。为了估计作为时间函数的静止帧余辉亮度，我们使用RAPTOR-T望远镜阵列获得的光学VRI测光的组合-这在本文中介绍-和斯威夫特的X射线望远镜观测。单独的激发，这已成功地应用于少数其他伽玛暴，未能描述所观察到的柱密度演化的情况下，伽玛暴080310。包括电离是必需的，以解释所有观察到的Fe II级（包括基态6D 9/2）和增加的Fe III 7S 3级的列密度下降。在后一个水平的大量离子（高达所有Fe III的10%）只能通过Fe II的电离来解释，其中大部分电离的Fe II离子-我们使用灵活原子（FAC）和Cowan代码计算31%-最初填充Fe III的7S 3水平，而不是基态。这一通道产生一个显着的FeIII 7S 3级人口可能是相关的其他对象，其中吸收线从这一水平-UV 34三重态-被观察到，如BAL类星体和Eta Carinae。这为环暴流介质中的时变电离提供了确凿的证据，迄今为止还没有令人信服地检测到。然而，中性吸收云到伽玛暴的最佳拟合距离为200- 400 pc，即与没有电离证据的伽玛暴的伽玛暴-吸收体距离估计值相似。我们发现GRB 080310中随时间变化的电离的存在可能是由于…
2012-09-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Modeling the Multi-band Afterglow of GRB 060908 with the Double Power-Law Hard Electron Energy Spectrum Model
在相对论性无碰撞激波中加速的电子通常被假定遵循指数为$p$的幂律能量分布。在观测上，虽然大多数伽玛射线暴（GRB）的余辉与$p>2$一致，但仍有少数GRB暗示硬（$p<2$）电子能谱。我们以前的工作发现了强有力的证据，存在一个双幂律硬电子能量（DPLH）谱与$1<p_1<2$，$p_2>2$和注入中断假定为$γ_{\rm b}\propto γ^{q}$在相对论制度。此外，这些工作表明了$q\sim0.5$可能具有的普遍价值。GRB~060908是另一个在光学/近红外波段表现出平坦光谱并需要硬电子能量分布的案例，这与丰富的多波段余辉数据一起为我们提供了检验这一猜想的机会。基于\citet{Resmi08}模型，考虑同步辐射自康普顿效应，解释了GRB~060908在风介质中的多波段余辉现象。我们发现，虽然DPLH光谱的余辉数据的青睐，$q$的值是严重的限制，由于相对较大的不确定性的光谱指数。然而，如果我们采用$q=0.5$，可以很好地再现余辉，这意味着上述猜想与数据的兼容性。
2018-03-08 astro-ph.HE
A Search for Millilensing Gamma-Ray Bursts in the Observations of Fermi GBM
伽马射线暴（GRB）的毫米波化可能表现为一次触发GRB的多次发射事件，具有相似的光变曲线模式和相似的光谱特性。识别这种透镜状伽玛暴有助于改善对致密暗物质丰度的限制。在这里，我们提出了一个系统的搜索millilensing中的3000伽玛暴观测到的\textit{Fermi} GBM到2021年4月。通过对整个样品进行自相关检验、硬度检验和时间积分/分辨光谱检验，最终找到了4个感兴趣的候选者。GRB 081126 A和GRB 090717 A在时间和频谱分析方面的优异表现被列为第一类候选者。GRB 081122 A和GRB 110517 B被列为第二类候选者（疑似候选者），主要是因为它们的两个发射事件在部分时间分辨光谱或时间积分光谱中显示出明显的偏差。考虑引力透镜的质点模型，我们的结果表明质量为$M_{\rm L}\sim10^{6} M_{\odot}$的透镜天体的密度参数大于质量为$1.5\times10^{-3}$的透镜天体的密度参数.
2022-04-21 astro-ph.HE
GRB 021004: Tomography of a gamma-ray burst progenitor and its host galaxy
利用高分辨阶梯光栅和近红外光谱技术分析了伽马射线暴GRB 021004的起源星周围的物质分布和宿主星系的性质。在事件发生后的10至14小时之间，由8.2米甚大望远镜与紫外和视觉中阶梯摄谱仪（UVES）和红外光谱仪和阵列相机（ISAAC）进行了观测。我们报告的第一次检测到的辐射线从伽玛射线暴宿主星系在近红外，检测H-α和[O III]的双重。这允许独立测量系统红移（z = 2.3304 +/- 0.0005），它不像Ly-alpha线那样被吸收污染，并推导出宿主星系的性质。从视觉阶梯光谱，我们发现几个吸收线组跨越约3,000公里/秒的速度相对于宿主星系的红移范围。吸收轮廓非常复杂，既有速度展宽的分量，延伸超过几个100公里/秒，和速度宽度只有20公里/秒的窄线。通过与类星体吸收线研究类比，线的相对速度、宽度和电离度（“线锁定”、“电离-速度相关”）表明，前身既有极强的辐射场，又有几个明显的质量损失相（风）。这些结果与GRB的祖先是大质量的恒星，如明亮的蓝色变星（LBVs）或沃尔夫-拉叶星，提供了一个详细的图片的空间和速度结构的GRB的祖先星在爆炸时是一致的。主星系是一个多产的恒星形成星系，每年的SFR约为40个太阳质量。
2010-04-07 astro-ph.HE
Revealing x-ray and gamma ray temporal and spectral similarities in the GRB 190829A afterglow
伽马射线暴（GRB）是来自河外源的伽玛射线的明亮闪光，伴随着逐渐减弱的余辉发射，它与恒星核坍缩事件有关。我们报告的检测甚高能量（VHE）γ射线从余辉的GRB 190829A，4和56小时之间的触发后，使用高能立体系统（H.E.S.S.）。GRB 190829A的低光度和红移减少了内部和外部吸收，从而可以确定其固有的能谱。在0.18和3.3太电子伏特之间的能量，这个光谱由光子指数为2.07 $\pm$ 0.09的幂律描述，类似于X射线光谱。X射线和VHE γ射线光变曲线也显示出相似的衰减曲线。X射线和γ射线波段的这些相似特征对伽玛暴余辉发射的设想提出了挑战。
2021-06-04 astro-ph.HE
Improved Fermi-GBM GRB localizations using BALROG
费米卫星上的伽马射线暴监测器（GBM）探测到的伽马射线暴（GRB）的定位受到3-15度的显著系统误差的影响。这主要是由于所采用的能带函数模板和实际的伽玛射线暴谱不匹配。这个问题可以通过同时拟合伽马射线暴的位置和频谱来避免，正如高级定位代码BALROG（arXiv：1610.07385）所示。在这里，我们分析了一个系统的方式，105个明亮的GBM检测到的伽玛暴的准确参考定位可从斯威夫特天文台的样本。我们表明，剩余的系统误差可以减少到$\sim$ 1-2度。
2019-02-04 astro-ph.HE
A prompt extra component in the high energy spectrum of GRB 131108A
红移z=2.4的高通量GRB 131108 A由AGILE卫星上的微型热量计（MCAL，0.35-100 MeV）和伽马射线成像探测器（GRID，30 MeV - 30 GeV）探测到。爆发发射包括一个非常明亮的初始峰值，持续0.1 s，随后是一个较暗的发射，用MCAL检测约25 s，用GRID检测约80 s。AGILE光谱，当与那些在较低的能量报告相比，表明存在一个突出的高能量分量的峰值能量在10-20兆电子伏的区域。与其他GRB相反，这种高能量成分也存在于初始峰值期间，其幂律光子指数在10 MeV以下约为-1.6，在30 MeV以上约为-2.35+-0.2。
2014-07-01 astro-ph.HE
Helium in natal HII regions: the origin of the X-ray absorption in gamma-ray burst afterglows
在大多数伽马射线暴（GRB）的余辉中观察到超过银河系的软X射线吸收，但是经过十多年的工作，还没有找到正确的解决方案，这阻碍了它作为一个强大的诊断工具的使用。我们解决这个长期存在的问题，并发现，他在伽玛射线暴的主机HII区负责大部分的吸收。结果表明，X射线吸收柱密度（N_Hx）与中性气体柱密度和光学余辉消光系数（Av）均相关。这种相关性解释了暗爆发和高NHx值爆发之间的联系。从这些相关性中，我们排除了与宿主星系无关的X射线吸收的起源，即星系际介质或介入的吸收体不起作用。我们发现，与尘埃柱的相关有一个很强的红移演化，而与中性气体的相关没有。由此我们得出结论，X射线吸收的柱密度与宿主星系中的总气体柱密度相关，而不是与金属柱密度相关，尽管X射线吸收通常由金属主导。因此，NHx/Av的强红移演化反映了恒星形成星系的宇宙金属丰度演化。我们的结论是X射线的吸收在伽玛暴余辉是由他在HII区托管的伽玛暴。当尘埃被破坏，金属被伽马射线暴剥离所有电子到很远的地方时，大量的He使更接近伽马射线暴的He电离紫外连续谱饱和，使其保持在中性或单电离状态。氦X射线吸收解释了与总气体的相关性，缺乏强烈的红移演化，以及在光学-紫外光谱中没有灰尘，金属或氢的吸收特征。
2012-12-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Inverse Compton cooling in Klein-Nishina regime and GRB prompt spectrum
同步辐射机制，当电子在相对论冲击波中加速时，被认为在解释大多数伽马射线暴（GRB）的峰值以下观测到的伽玛射线谱时存在严重的问题;峰值以下的同步辐射谱比观测到的谱要软得多。最近，负责辐射的电子通过逆康普顿冷却的可能性，但在克莱因-西名制度中，已经被提出作为这个问题的解决方案。我们提供了一个分析研究这种效应，并表明，它会导致硬化的低能谱，但不足以使它与观测到的光谱为大多数伽玛暴（这是假设电子注入连续超过一个时间尺度的动态时间尺度，如预期的伽玛暴的内部冲击）。特别地，我们发现不可能获得α>-0.1（f_v \propto v ^α）的光谱，而典型的观察值是α \sim 0。此外，为了使α \sim达到-0.1，需要一些参数的极值：磁场中的能量分数需要小于10^{-4}，电子的热洛伦兹因子应该大于10 ^6，产生伽马射线的半径不应该离减速半径太远。这些困难表明，当α>-0.2时，内激波中的同步辐射机制不能提供自洽的解。
2012-06-18 astro-ph.HE
Observational signatures of sub-photospheric radiation mediated shocks in the prompt phase of GRBs
在GRB外流光球层下方形成的激波是由上游流体平流进入激波的辐射的康普顿散射介导的。这种激波的特征尺度（几个汤姆逊深度）比任何动力学尺度都大几个数量级，因此，与无碰撞激波不同，辐射介导的激波不能将粒子加速到非热能。从伽玛射线暴喷流光球层中出现的激波所发出的光谱反映了激波下游的温度分布，激波过渡层本身在最高能量下可能有贡献。本文研究了伽玛暴瞬发相辐射介导激波的性质，计算了激波爆发后激波流体的时间积分谱。我们表明，从一个单一的冲击时间积分发射表现出突出的热峰，与峰值的位置取决于冲击速度剖面。我们还指出，多次冲击发射可以产生一个频谱，模仿带谱。
2012-06-27 astro-ph.HE
The effects of Time-Variable Absorption due to Gamma-Ray Bursts In Active Galactic Nuclei Accretion Disks
活动星系核（AGN）吸积盘的致密环境中可能会发生长、短伽马射线暴。当这些爆发通过它们所居住的圆盘传播时，它们对介质进行光致变色，导致时间依赖的不透明度，从而导致具有独特光谱演化的瞬变。在本文中，我们使用的视线辐射传输代码耦合金属和尘埃的演变来模拟随时间变化的吸收，发生在长和短的伽玛暴的情况下。通过这些模拟，我们调查的参数空间中，密集的环境留下一个潜在的可观察到的印记的爆发。我们的数值研究表明，随时间变化的光谱演化预计$10^5$和$5 \times 10^7$太阳质量之间的长伽玛暴的情况下，和$10^4$和$10^7$太阳质量的短伽玛暴的情况下，中央超大质量黑洞的质量。我们的研究结果可以导致识别的爆发在活动星系核盘环境中爆炸，通过其独特的光谱演化加上一个中心位置。此外，一旦确定了与活动星系核的一致性，对随时间演化的研究将有助于研究星系盘的结构。最后，我们的研究结果导致洞察是否GRB有助于活动星系核的排放，哪种，从而有助于回答的问题，GRB是否可以作为一些尚未解释的活动星系核的时间变化的原因。
2023-03-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Multi-TeV $γ$-ray candidates from GRB 221009A: a downturn in the intrinsic $γ$-ray spectrum, an echo of the prompt emission phase, and intergalactic electromagnetic cascades
Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院核物理研究所）；Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES)（阿亚巴塔观测科学研究所）；Centre for Astro-Particle Physics (CAPP) and Department of Physics, University of Johannesburg（约翰内斯堡大学天体粒子物理中心及物理系）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN/Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所/格兰萨索国家实验室）；Department of Physics, Federal State Budget Educational Institution of Higher Education M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学物理系）；Federal State Budget Educational Institution of Higher Education, M.V. Lomonosov Moscow State University, Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics (SINP MSU)（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学斯科别尔辛核物理研究所）
GRB 221009A的高能γ射线候选者检测揭示了内在谱的下降，可能由火球内中子的光电核相互作用产生，随后产生高能回声辐射。
2026-04-11 astro-ph.HE
Prospects for the detection of GRBs with HAWC
对具有VHE γ射线的伽马射线暴（GRB）的观测，不仅可以了解GRB中粒子的加速机制，而且还可以用来探测河外背景光和限制Lorentz不变性破坏。我们提出了基于地面的HAWC（高海拔水切伦科夫）伽玛射线天文台的伽玛暴探测的前景。我们模型的VHE光谱的伽玛暴外推观测费米LAT和其他天文台更高的能量。假设只有与河外背景光相关的电子对产生是光谱中高能截止的原因，我们发现HAWC将具有高达1.65 GRB/年的探测率。HAWC对伽玛暴的灵敏度主要来自瞬发相的短硬伽玛暴。我们探讨了GRB谱中普遍高能截止的可能性，发现只要在静止坐标系中典型的本征截止在200-300 GeV以上，HAWC的GRB探测率应至少是这个数字的一半。
2013-06-05 astro-ph.HE
Gamma-ray Burst Prompt Emission Spectrum and $E_p$ Evolution Patterns in the ICMART Model
在ICMART模型的框架下，模拟了伽马射线暴的瞬发发光曲线、光谱和$E_p$演化模式。结果表明，只要发射区的磁场和电子加速过程在适当的条件下，该模型可以产生一个带状谱，其参数（$E_p$，$α$，$β$）可以按伽玛暴观测的典型分布分布进行分布。另一方面，我们表明，对于一个ICMART事件，$E_p$的演变总是一个硬到软的模式。然而，GRB光变曲线通常由多个ICMART事件组成，这些事件基本上是由不稳定的GRB中央引擎活动驱动的。在这种情况下，我们发现，如果一个单独的宽脉冲的伽玛射线暴光变曲线是由多个ICMART事件，整体$E_p$的演变可以伪装成强烈的跟踪模式。因此，混合的$E_p$演进模式可以与多种组合模式共存于同一突发中。我们的结果支持ICMART模型是解释GRB瞬发辐射主要性质的一个有竞争力的模型。最后，对ICMART模式可能面临的挑战进行了详细的讨论。
2022-01-11 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
A Comprehensive Analysis of Fermi Gamma-ray Burst Data: II. $E_{\rm p}$-Evolution Patterns and Implications for the Observed Spectrum-Luminosity Relations
本文对用{ \em Femri}/GBM观测到的51个长亮暴和11个短亮暴的时间分辨谱进行了分析，特别注意同一暴内$E_{\rm p}$的演化。在8个单脉冲长伽玛暴中，有5个表现为硬-软演化，3个表现为强度跟踪。多脉冲长伽玛暴具有更复杂的模式。在第一个脉冲的时间分辨谱中，几乎一半（15/32）的伽玛暴显示出明显的硬-软演化，另一半（17/32）的伽玛暴显示出明显的强度跟踪。后来的脉冲通常显示跟踪行为，虽然一个硬到软的演变模式被确定在第二脉冲的2个伽玛暴的脉冲是分开的。从统计上看，硬到软的演化脉冲往往比强度跟踪脉冲更不对称，上升翼比下降翼更陡。短伽玛暴只有$E_{\rm p}$跟踪强度，时间分辨率为16 ms。我们进行了模拟分析，并建议，至少对于某些突发，后期强度跟踪脉冲可能是重叠的硬到软脉冲的结果。然而，在多脉冲长伽玛暴和某些单脉冲伽玛暴的第一个脉冲中存在强度跟踪图象的事实表明，强度跟踪是一个独立的分量，它也可能在某些晚脉冲中起作用。对于具有测量红移的伽玛暴，我们提出了时间分辨的$E_{\rm p}-L_{γ, \rm iso}$相关分析，并表明相关性的分散性与全球Amati/Yonetoku关系的分散性相当。我们讨论了各种辐射模型的预测有关$E_{\rm p}$的演变，以及在伽玛暴的进动喷流的可能性。这些数据似乎对所有这些模型都提出了巨大的挑战，并且是揭示伽玛暴瞬发物理的关键。
2012-07-13 astro-ph.HE
Modeling the Linear Polarization of GRB Afterglows Across the Electromagnetic Spectrum
在光学波段的线性偏振测量表明，在后期的几个百分点的偏振度。最近，ALMA还在无线电中检测到了亚百分比级别的偏振，为多波长偏振测量打开了窗口，并强调了正确建模整个EM光谱中GRB余辉偏振的重要性。我们介绍了一个数值工具，可以计算从相对论运动表面的偏振离散到均匀磁场的小补丁，计算每个细胞假设同步辐射和求和，以获得总的偏振度的偏振辐射。我们将这个工具应用于余辉冲击与随机磁场限制在冲击平面，考虑电子辐射冷却。我们分析了所观察到的偏振曲线在几个波长以上的冷却频率和以下的最小同步加速器频率和点之间的特性差异。我们提出了一种方法来约束我们的模型的上下文中的射流开口角度和视角。将其应用于GRB 021004，我们得到的角度分别为10度和8度，并得出结论，径向磁场的一个不可忽略的组成部分，需要解释的1%的偏振水平观察后3.5天爆发。
2021-05-10 astro-ph.HE
The origin of the prompt GRB spectrum
利用内激波相的详细模型，讨论了伽马射线暴中瞬发辐射的起源。我们专注于识别的主导辐射过程（费米-GBM范围），并提出了一个解释费米-LAT观察到的一些功能在高能量的一些GRB光变曲线。
2009-12-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
X-ray absorption evolution in Gamma-Ray Bursts: intergalactic medium or evolutionary signature of their host galaxies?
伽马射线暴（GRB）的固有X射线辐射经常被我们自己的星系吸收，超过或超过柱密度。额外的成分通常被认为是由于吸收了位于GRB本身的宿主星系内的气体。氢的等效柱密度N（H，本征）（假设它在伽玛暴红移处）和红移z之间有明显的相关性，少数z>6的伽玛暴显示出最大的本征柱密度。我们调查的N（H，内禀）- z关系使用大样本的雨燕伽玛暴，以及活动星系核（AGN）和类星体的样本，特别注意的光谱能量分布的两个最高的红移伽玛暴。各种可能的样本偏差和系统，可能会产生这样的相关性被认为是，我们的结论是，相关性很可能是真实的。这可能表明宿主星系性质的演化效应，或者来自扩散星系际介质（IGM）或中间吸收云中沿视线的气体的贡献。采用一个比以前的工作更现实的IGM吸收模型，我们发现这可以解释在z>~3处观察到的不透明度，只要它不是太热，可能在10^5 K和10^6.5 K之间，并且适度富集金属，Z~0.2 Z_sun。因此，这种物质可能构成温暖的热星系际介质。然而，从介入的冷气体云的累积效应中也可以预计到相当的吸收水平，并且鉴于目前的不确定性，不可能说哪一个占主导地位。在较低的红移，我们得出结论，在宿主星系的气体必须是所观察到的X射线吸收的主要贡献者。
2013-03-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Density and Ionization Profile of Optically Dark and High Redshift GRBs Probed by X-ray Absorption
本文通过模拟确定NHX观测极限，并用Efron–Petrosian非参数方法揭示GRB的X射线柱密度随红移显著演化，说明光学暗GRB源于更高环境密度而非内在机制。
2024-10-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Infrared molecular hydrogen lines in GRB host galaxies
分子种类，最常见的是H_2，存在于一个小的，但越来越多的伽马射线暴（GRB）余辉光谱红移z~2-3，通过其休息框架的紫外吸收线检测。在极少数情况下，H_2的振动激发态谱线可以在同一谱线中探测到。分子（和原子）气体的余辉视线吸收特性之间的联系，以及在低红移的类似源的发射中观察到的行为，是一个重要的测试伽玛射线暴余辉作为恒星形成区域在高红移条件的一般探针的适用性。最近，在伽玛暴宿主星系的一个小样本中探测到了亚毫米波长的一氧化碳发射线，但还没有在发射线中寻找H_2的报道。本文探索性地研究了H_2在静止坐标系K带的转动-振动跃迁，这种跃迁只能在红移最低的GRB宿主（z<0.22）中观测到。通过对四个宿主星系的观测数据的搜索，我们在GRB 031203的宿主星系中探测到了一条重要的转动-振动H_2谱线。对同一伽玛暴主体的斯皮策中红外光谱的重新分析给出了一条低显著性旋转线候选者。线通量比的（限制）与文献中的蓝致密矮星系一致。新的仪器，特别是JWST和ELT上的仪器，可以大大增加我们对附近GRB宿主的H_2性质的理解，以及在高红移处GRB中H_2吸收与H_2吸收的关系。
2018-08-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
GRB host galaxies with strong H$_2$ absorption: CO-dark molecular gas at the peak of cosmic star formation
本文对三个H $_2$吸收的长持续时间γ射线暴（GRB）宿主星系在z~2-3的CO辐射进行了初步研究。我们使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）来瞄准CO（3-2）发射线，并报告所有三个主机的未检测。这些用于对主体分子气体质量进行限制，假设金属性依赖的CO至H $_2$转换因子（$α_{\rm CO}$）。我们发现，$M_{\rm mol} < 3.5\times 10^{10}\,M_{\odot}$（GRB\，080607），$M_{\rm mol} < 4.7\times 10^{11}\,M_{\odot}$（GRB\，120815 A）和$M_{\rm mol} < 8.9\times 10^{11}\,M_{\odot}$（GRB\，181020 A）。后两种情况下气体分子质量的上限是由于它们的恒星质量$M_\star$（$M_\star \lesssim 10^{8}\,M_{\odot}$）和气相金属丰度（$Z\sim 0.03\,Z_{\odot}$）较低。然而，GRB 1，080607的$M_{\rm mol}/M_\star$比率的极限与在类似红移和恒星质量下的恒星形成星系的平均人口是一致的。我们讨论了更广泛的影响的金属依赖CO到H $_2$转换因子，并表明，典型的银河系$α_{\rm CO}$，将严重低估的实际分子气体质量的所有星系在$z>1$与$M_…
2021-08-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
GRB 160410A: the first Chemical Study of the Interstellar Medium of a Short GRB
短伽马射线暴（SGRB）是由大质量恒星残余的致密双星系统合并产生的。GRB 160410 A被归类为具有扩展发射的短持续时间GRB，是目前最远的SGRB，其红移由余辉光谱确定，也是迄今为止最明亮的SGRB之一。对Neil Gehrels Swift天文台警报的快速反应使我们能够使用甚大望远镜（VLT）的X-shooter摄谱仪获得余辉的光谱。光谱在红移z=1.7177处显示出几个吸收特征，此外，我们在z=1.581和z=1.444处检测到两个介入系统。光谱显示ly-alpha吸收，柱密度为log N（HI）=21.2+/-0.2 cm $^{-2}$，与Fe II，CII，Si II，Al II和OI一起，使我们能够在SGRB宿主星系中进行化学丰度的首次研究。我们确定FeII的金属丰度为[X/H]=-2.3+/-0.2，SiII为-2.5+/-0.2，并且没有粉尘损耗。在余辉光谱能量分布（SED）模型中，我们也没有发现消光的证据。环境电离度低，CIV和SiIV线完全不存在。我们没有探测到一个潜在的宿主星系深入到极限。此外，我们还将GRB 160410 A与GRB 201221 D进行了比较，GRB 201221 D是另一个高z短GRB，在z=1.045处显示出吸收线，并在其下方显示出大质量的宿主星系。
2023-01-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
GRB multi-TeV detection: Beyond standard physics?
针对GRB 221009A中高达18 TeV光子被LHAASO探测到却与EBL吸收矛盾的问题，本文提出在磁化介质中引入光子与轴子样粒子（ALPs）的相互作用来自然解释该事件，为ALPs的存在提供有力证据。
2024-12-26 astro-ph.HE hep-ph
The mysterious optical afterglow spectrum of GRB140506A at z=0.889
上下文伽马射线暴（GRB）的余辉探测了遥远恒星形成星系中恒星形成区域的视线。本文研究了z = 0.889的雨燕GRB 140506 A的特殊余辉光谱。目的。我们的目的是了解沿视线吸收的非常不寻常的性质的起源。方法.我们分析了光谱观测获得的X-射手光谱仪安装在ESO/VLT在两个时代的8.8小时和33小时后，爆发以及成像从GROND仪器。我们还提出了成像和光谱的主星系获得的麦哲伦望远镜。结果潜在的余辉似乎是一个典型的余辉的长持续时间的伽玛射线暴。然而，沿着视线的物质在光谱上留下了非常不寻常的特征。首先，在8000 AA（静止坐标系中为4000 AA）以下有一个非常宽和强的通量下降，这似乎在两个光谱时期之间是可变的。我们可以再现通量滴既作为一个巨大的2175 AA消光凸块，并作为在密集的环境中的尘埃颗粒的多重散射的效果。其次，我们探测到了激发态H i和He i的吸收线。我们还检测到来自CH+的分子吸收。结论.我们解释这些光谱的不寻常的属性，反映了存在三个不同的区域沿视线：激发的He i吸收起源于H II-区域，而Balmer吸收必须起源于相关的光解离区域。强烈的金属线和分子吸收以及尘埃消光必须来自沿着视线的第三个较冷的区域。（至少）三个独立区域的存在反映在不同的吸收分量相对于宿主星系的系统红移具有不同的速度。
2014-09-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
The First Positive Detection of Molecular Gas in a GRB Host Galaxy
我们报道了伽马射线暴（GRB）080607的宿主星系内气体对H2和CO的强吸收。对凯克/LRIS余辉光谱的分析显示，在z_GRB = 3.0363处有一个非常大的HI柱密度（NHI = 10^22.70 cm^-2）和很强的金属线吸收，金属丰度大致与太阳相当。我们从CO中探测到一系列A-X带头，估计N（CO）= 10^16.5 cm^-2，T_ex^CO > 100 K。我们认为，高激发温度的结果从紫外泵浦的CO气体的伽玛射线暴余辉。类似地，我们通过莱曼-维尔纳带观测到了H2的吸收，并估算出N（H2）= 10^21.2 cm^-2，T_ex^H2 = 10- 300 K。余辉光度测定表明，消光定律为R_V=4，A_V=3.2等，并要求存在适度的2175 A凸点。此外，对Swift/XRT X射线光谱的建模证实了一个大的柱密度，N（H）= 10^22.58 cm^-2。值得注意的是，这种分子气体具有消光特性，金属丰度和CO/H2比，与银河系的半透明分子云相当，这表明在高z下的恒星形成过程与今天的环境相似。然而，综合尘埃与金属的比例是亚银河系的，这表明尘埃主要与分子相关联，而原子气体的尘埃与气体的比例要低得多。像GRB 080607这样的视线是年轻宇宙中核合成和恒星形成区域的有力探针，并有助于形成“黑暗”的GRB余辉。
2009-01-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Galaxies through cosmic time illuminated by gamma-ray bursts and quasars
在早期宇宙中，大多数冷中性气体，后来将形成单个恒星和星系，我们几乎看不到。然而，这些中性气体储层可以被明亮的宇宙光源照亮，如伽马射线暴（GRB）和类星体。本论文的目的是利用这些发光天体作为工具来研究宇宙时间中介入或宿主星系吸收系统的环境。第一部分致力于研究伽玛暴周围区域的气体、尘埃和金属。第二部分介绍了高z伽玛暴宿主星系吸收系统中冷气体和分子气体的搜索和研究。第三部分着重于使用类星体来检查视线中富含气体的居间星系，特别关注富含尘埃和金属的吸收系统。本论文论证了观测大样本伽玛暴余辉的重要性，1）允许伽玛暴现象本身和相关的宿主星系环境的统计研究和2）获得特殊或不寻常的伽玛暴余辉光谱，这是很少观察到的。此外，它强调，定义一个完整的和公正的类星体样本是至关重要的，以充分利用类星体作为宇宙化学演化的探针的潜力。在这个版本的论文只有标题，作者名单和摘要，为每一个已发表的论文，作为单独的章节，提供。主要导师：Páll Jakobsson教授。
2019-10-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Can the soft X-ray opacity towards high redshift sources probe the missing baryons?
雨燕卫星对100多个已知红移的伽马射线暴（GRB）的X射线余辉进行了观测，发现软X射线吸收无处不在。在给定的观测能量下，直接测量的光学深度τ在红移z > 2时平均为常数，即，<τ（0.5 keV）>_{z > 2} = 0.40+/- 0.02。如果前景弥漫星系际介质（IGM）占主导地位的吸收效应，如果扩散IGM的金属丰度达到~ 0.2 - 0.4太阳在z = 0，这样的渐近光学深度是预期的。为了进一步检验IGM吸收假说，我们分析了来自XMM-牛顿档案的12个最高S/N（> 5000光子）z > 2的类星体光谱，它们都是极端射电大声（RLQ）。发现类星体的光学厚度与伽玛暴的平均值是一致的。然而，四个z最低的类星体（2 < z < 2.5）并没有表现出明显的吸收。射电宁静类星体（RQQs）在z > 2处的最佳X射线谱仅提供了吸收的上限，这仍然与RLQs一致，尽管信噪比要低得多（在z ~ 4处< 1000光子）。类星体吸收的缺乏对IGM的解释提出了挑战，并且可能暗示不透明性是由于RLQ和GRB中的喷流造成的。然而，只有当z > 2.5时，才需要在RLQ中出现喷流吸收柱，而在伽玛暴中，喷流吸收柱则需要随着z的增加而强烈增加，以便产生观测到的平均τ恒定的趋势。高X射线光谱分辨率可以区分产生可辨别的谱线的源固有的吸收体和产生显著吸收但没有离散特征的漫射IGM。
2011-01-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
