GRB 170817A: a short GRB seen off-axis
伽玛暴喷流的角分布还不清楚。观测到的GRB 170817 A的亮度是所有已知短GRB中最低的，这可以用我们的视线在喷流张开角$θ_{obs}$ $>$ $θ_j$之外的事实来解释，其中$θ_{obs}$是我们的视线和喷流轴之间的角度。根据引力波观测，以及伽玛暴170817 A的射电和X射线余辉模型，很可能是$θ_{obs}$ $\sim$ 20 $^{\circ}$ - 28 $^{\circ}$。在这项工作中，我们定量地考虑了两种情况下的角能量分布的伽玛暴喷出物：顶帽射流，结构射流与幂律指数$s$。对于顶帽喷气模型，我们得到一个大的$θ_j$（例如，$θ_{j}$ $>$ $10^{\circ}$），一个相当高的局部（即，z $<$ 0.01）短GRB率$\sim$ 8- 15 $\times10^3$ $Gpc^{-3}$ $yr^{-1}$（Fong et al. 2015中估计为90 $\sim$ 1850 $ Gpc^{-3}$ $yr^{-1}$）和极高的$E_{peak,0}$（轴上，静止帧）$>$ 7.5 $\times10^4$ keV（典型短GRB的$\sim$ 500 keV）。对于结构喷流模型，我们使用$θ_{obs}$给出了典型轴上亮度短伽玛暴的$s$和$θ_{j}$的极限（例如，$10^{49}$ erg s $^{-1}$ $\sim$ $10^{51…
2018-02-10 astro-ph.HE
Revealing Short GRB Jet Structure and Dynamics with Gravitational Wave Electromagnetic Counterparts
致密天体并合是短伽马射线暴（GRB）前身系统的一个有希望的候选者。利用引力波（GW）触发来识别合并，来自喷流的任何电磁（EM）对应物可以用来约束短GRB喷流的动力学和结构。GW触发的搜索可以揭示与合并对象的短寿命喷流相关的光学瞬变的隐藏种群。如果合并喷流的总体是由低洛伦兹因子主导的，那么GW触发的搜索将揭示这些失败的伽玛暴的轴上孤儿余辉。通过考虑射流的电磁对应物，有或没有即时伽玛暴，射流的结构和动力学可以被约束。通过对各种喷流结构的余辉与视角进行建模，我们为轴上和离轴EM喷流对应物提供了可观察的预测。预测提供了一个指示的各种功能，预计从拟议的喷气结构模型。
2017-12-08 astro-ph.HE
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
The BOAT GRB 221009A: a Poynting-Flux-Dominated Narrow Jet Surrounded by a Matter-Dominated Structured Jet Wing
基于宽波段观测，提出GRB 221009A由坡印廷通量主导的窄喷流和物质主导的结构化喷流翼组成，构建解析模型分析激波辐射，并探讨双组分喷流构型的物理意义。
2024-01-03 astro-ph.HE
Two-component jet model for multiwavelength afterglow emission of the extremely energetic burst GRB 221009A
针对极亮高能暴 GRB 221009A，本文采用窄、宽双组分喷流模型解释其多波段余辉，并提出利用观测解除模型简并。
2023-04-25 astro-ph.HE
The influence of jet geometry on light curves and spectra of GRB afterglows
在假设观测到的伽玛暴具有喷流几何的条件下，我们对伽玛暴余辉的光谱和光变曲线进行了详细的计算。计算是基于一个扩展的相对论激波GRB余辉模型，其中余辉是相对论电子的同步辐射的结果与幂律的能量分布在外部冲击波的前端被减速在拱星介质。为了确定辐射表面上的强度，我们数值求解全时间，角度，和频率依赖的特殊相对论传输方程的共动框架中使用的方法的长特征。
2012-06-28 astro-ph.HE
Estimating Long GRB Jet Opening Angles and Rest-Frame Energetics
本文提出了一种利用瞬发γ射线能量学和Ghirlanda关系反演长持续时间伽马射线暴（GRB）喷流张开角的方法，该关系是GRB瞬发谱的时间积分峰值能量与γ射线中准直校正能量之间的关系。使用这种方法和详细的假设推导出的射流张开角匹配以及相应的推断射流张开角时，在余辉中观察到的中断。此外，使用费米伽马射线暴监测器（GBM）观测到的预测的长GRB红移概率分布的模型，我们估计的概率分布的喷流张开角和静止框架的能量为大样本的GBM GRB的红移尚未观察到。以前的研究只使用了少数的GRB来估计这些属性，由于观测到的余辉喷流中断，光谱红移和全面的即时伽马射线观测的缺乏，我们可能会扩大GRB的数量，可以在这种分析中使用超过一个数量级。在这项分析中，我们还提出了一个推断的分布射流休息，这表明，很大一部分射流休息是不可观察的，目前的仪器和观测策略。我们提出了简单的参数化射流角度，能量，射流破碎分布，使他们可以在未来的研究中使用。
2015-12-14 astro-ph.HE
Energy injection driven by precessing jets in gamma-ray burst afterglows
喷流进动被认为普遍存在于各种尺度的天文现象中，包括伽马射线暴（GRB）。对于长寿命的GRB中央发动机，相对论旋进喷流将周期性地向外激波注入动能，从而显著地调制GRB余辉的光变曲线（LC）形状。本文采用标准的外激波模型，研究了不同参数情况下喷流进动对伽玛暴X射线余辉的影响，稳定的或随时间变化的射流功率、旋进周期、旋进角和视角。在喷流功率稳定或缓慢衰减的情况下，喷流可以扫过视线，应该出现浅衰减（或平台）段;否则，在GRB余辉LC中会出现巨大的隆起。我们表明，喷注进动是一个新的可能的机制，在伽玛暴的能量注入。此外，一些观察到的X射线瞬态没有伽玛暴协会可能是由旋进喷流。
2021-06-01 astro-ph.HE
Joint constraint on the jet structures from the short GRB population and GRB 170817A
本研究利用GRB 170817A的余辉约束和SGRB族群观测，比较不同喷流结构模型，发现幂律和双高斯模型更受青睐，但参数不确定性限制最终结论。
2025-05-26 astro-ph.HE
GRB Timing: Decoding the Hidden Slow Jets in GRB 060729
本文通过分析 GRB 060729 的瞬时脉冲、X 射线耀发计时及多波段余辉，识别出三股低洛伦兹因子喷流及其两次碰撞过程，提出利用早期发射计时测量 GRB 喷流速度的新范式，深化了对喷流动力学和中心引擎物理的理解。
2025-04-24 astro-ph.HE
GRB Jet Beaming Angle Statistics
现有的理论和模型表明，I型（合并）伽玛暴应该有一个更大的喷流光束角比II型（星）伽玛暴，但到目前为止，没有统计证据支持这一建议。在本文中，我们获得了37个波束角的样本，并计算了这是真的概率。还设计了一个修正，以解释在我们的样本中的I型伽玛暴的稀缺性。经计算，不进行校正的概率为83%，进行校正的概率为71%。
2009-11-09 astro-ph.HE
Constraining the Jet Launching Time of GRB 170817A by Utilizing the Baryon Loading
观测到的GRB 170817 A相对于GW 170817的延迟携带了关于伽马射线暴（GRB）物理学的重要信息，并受到激烈的争论。在这封信中，我们提出了一种方法来讨论这种时间延迟的主要来源。首先，我们使用结构喷流模型来拟合GRB 170817 A的X射线/光学/射电余辉以及由甚长基线干涉测量的超光速运动。我们的结构喷流模型与角度相关的能量和重子加载。结果表明，我们的模型能很好地拟合GRB 170817 A的余辉。在此基础上，根据拟合结果推断了喷注中的重子载荷。通过比较不同阶段的重子负荷与质量外流，我们推断喷流发射相对于合并的时滞小于几百或几十毫秒。这表明GRB 170817 A相对于GW 170817的时间延迟主要由射流传播到其耗散半径的扩展时间定义。
2020-09-10 astro-ph.HE
Radio emission from the cocoon of a GRB jet: implications for relativistic supernovae and off-axis GRB emission
相对论性超新星是Ic型超新星的一个子类。他们的非热，无线电发射显着不同，从常规的Ic型超新星，因为他们有一个快速的膨胀速度（与速度$\sim$ 0.6-0.8 c），这不能解释一个“标准”，球形SN爆炸，但主张一个快速发展，温和的相对论喷出物与SN。本文计算了伽马射线暴长喷流（GRB）的茧层发射的同步辐射。结果表明，膨胀茧的能量和速度，以及射电非热光变曲线和光谱与相对论SNe中观测到的一致。因此，这一事件的无线电发射不是来自SN激波阵面，而是来自GRB喷流通过祖星产生的温和相对论茧。我们还表明，茧射电辐射占主导地位的伽玛射线暴辐射在早期的离轴，和流量可以在较晚的时候与轴上伽玛射线暴相比，如果茧的能量至少是可比的伽玛射线暴能量。
2018-07-31 astro-ph.HE
Afterglow Linear Polarization Signatures from Shallow GRB Jets: Implications for Energetic GRBs
本文构建半解析工具研究浅喷流GRB余辉偏振，发现其偏振低于顶帽喷流模型，并给出峰值偏振解析表达式，成功解释GRB 221009A的观测上限。
2024-10-20 astro-ph.HE
Diverse Jet Structures Consistent with the Off-axis Afterglow of GRB 170817A
GRB 170817 A是引力波事件GW 170817的电磁对应物，在此之后，短伽马射线暴的喷流结构一直存在争议。不同的作者使用不同的喷流结构来计算余辉光变曲线。我们制定了一个方法来逆重建射流结构从一个给定的离轴伽玛暴余辉，而不假设任何功能形式的结构。通过系统地应用我们的反演方法，我们发现，更多样化的喷流结构是一致的，所观察到的余辉的GRB 170817 A的误差：如空心锥，主轴，高斯，幂律喷流结构。此外，当参数满足简并组合$n_0 \varepsilon_\mathrm{B}^{(p+1)/(p+5)} \varepsilon_\mathrm{e}^{4(p-1)/(p+5)} = \mathrm{const.}$时，重构射流的总能量是任意的，与环境密度$n_0$成正比，射流形状保持不变.观测精度小于$\sim 6$ %是必要的，以区分不同的形状，而能量标度的简并性将通过观察光谱断裂和视角来打破。在更密集的环境中，未来的事件具有更明亮的余辉和可观察到的光谱中断，这对于我们的反演方法来确定喷流结构是理想的，为喷流的形成和传播提供了关键。
2021-01-05 astro-ph.HE
Lorentz Factor Evolution of an Expanding Jet Shell Observed in Gamma-ray Burst: Case study of GRB 160625B
相对论性喷流的洛伦兹因子及其在喷流膨胀过程中的演化是很难估计的，特别是对于伽马射线暴中的喷流。然而，这与对射流物理的理解有关。由于双光子对产生（$γγ{\leftrightarrow}e^+e^-$）的吸收，伽玛暴的辐射光谱可能出现高能光谱截止。我们在GRB 160625 B中寻找了这种高能截止，它是近年来最亮的爆发之一。发现GRB 160625 B第二次爆发的第一个脉冲的高能光谱截止是明显的，在爆发第一次触发后$\sim$ 186-192 s），其平滑且形状良好。在此基础上，我们估算了GRB 160625 B第二次爆发中第一个脉冲所对应的喷流壳层的洛伦兹因子和辐射位置。结果表明，辐射位置随时间的增加而增加。此外，在喷流壳层膨胀过程中，洛伦兹因子几乎保持不变。这表明，射流的磁化强度是低或中等的发射区，事件虽然射流可能仍然是坡印廷通量占主导地位，在较小的半径，以避免明亮的热分量的发射情节。
2019-08-13 astro-ph.HE
Double explosions and jet formation in GRB-supernova progenitors
长伽玛暴的前身，以及一般的核心坍缩超新星，可能有两个独立的机制驱动外流：准各向同性中微子驱动的超新星爆炸，然后是由伽玛暴中心引擎、黑洞或磁星驱动的高度准直的相对论外流。我们考虑了GRB驱动的第二次爆炸通过由主超新星激波通过产生的膨胀包层传播的动力学。在中心核之外，在SN激波爆发产生的陡峭密度梯度区域，加速的次级准球形GRB激波变得不稳定，在某些条件下，当流动几乎完全沿着近似圆柱形的准直通道膨胀时，可能形成高度准直的射流，即“烟囱”。因此，弱非球形驱动和/或风腔的非球形初始条件可产生高度非球形的喷射流出。对于亮度恒定的GRB中央引擎，当包线ρ~ r^{-ω}中的密度梯度比ω>4陡时，会出现这种情况。
2010-09-03 astro-ph.HE
Neutron conversion-diffusion: a new model for structured short gamma-ray burst jets compatible with GRB 170817
我们提出了一个通用的理论模型的结构的相对论性喷流传播通过喷出物的一个二元中子星合并事件，引入中子转换扩散的影响，这提供了一个重子通量横向传播从喷出物朝向射流轴。这自然导致了具有近似各向同性能量分布$E_{iso}(θ) \propto θ^{-4}$的外部喷流的重子负载结构的增加，这与在喷流的离轴角处观察到的第一个引力波和短伽马射线暴事件GW 170817/GRB 170817 A是相容的。
2021-03-03 astro-ph.HE
Off-axis short GRBs from structured jets as counterparts to GW events
中子星合并被认为是产生与引力波（GW）相关的电磁（EM）信号的最有利的源。这些合并可能是短时间伽马射线暴（GRB）的前身。超相对论喷流产生短暂的γ射线辐射（即“瞬发γ射线暴”辐射），因此，这种辐射沿喷流在一个小的立体角上强烈地发射。据估计，在LIGO体积内的一个短GRB喷流沿着我们的视线出现之前，需要十年或更长时间。由于这个原因，作为GW事件的EM对应物的提示信号的研究已经稀疏。我们认为，对于一个现实的喷流模型，一个其亮度和洛伦兹因子随角度变化平稳，提示信号可以检测到一个显着更广泛的视角范围。这可能导致一种新型的EM对应物，“离轴”短GRB。我们的估计和模拟表明，即使观察者相对于喷流严重失准，借助LIGO触发器的时间重合来检测这些信号也是可行的。
2017-10-25 astro-ph.HE
Modeling the GRB jet properties with 3D general relativistic simulations of magnetically arrested accretion flows
我们调查的伽玛暴喷流结构和它的演化的中央引擎的吸积环面的属性的依赖。我们的模型使用三维广义相对论磁流体动力学模拟数值演化克尔黑洞周围的吸积盘。我们使用两种不同的分析流体动力学模型的吸积盘，基于Fishbone-Moncrief和Chakrabarti的解决方案，作为我们的初始状态的结构的双星中子星合并后，分别为Eksar盘和残余物。我们施加两种不同的几何形状的极向磁场的初始稳定的解决方案。我们研究了磁制动盘态的形成和演化及其对发射射流性质的影响。在我们的模型中产生的射流是结构化的，具有相对中空的核心，并在与轴成$\gtrsim 9{^\circ}$角处达到较高的洛伦兹因子。我们的短GRB模型中的喷流具有高达$\sim 25^{\circ}$的张开角，而我们的长GRB发动机产生更窄的喷流，高达$\sim 11^{\circ}$。我们还研究了喷气机的时间变异性，并提供了一个估计的最小变化的时间尺度在我们的模型。简要讨论了我们的模型在双星中子星合并后系统中的伽玛暴喷流和坍缩恒星发射的超相对论喷流中的应用。
2022-07-25 astro-ph.HE
On the Counter-jet Emission in GRB Afterglows
我们研究了双侧喷流的动力学演化，并对伽马射线暴的后退喷流的辐射进行了详细的数值研究。研究发现，后退喷流辐射一般很弱，仅在晚时射电余辉光变曲线中表现为平台。此外，我们还发现同步辐射自吸收效应对后退喷流辐射的峰值时间有显著影响。
2010-12-02 astro-ph.HE
Constrain the GRB jet opening angle based on the very steep decay phase
本文利用 Swift/XRT 早期 X 射线余辉的极陡衰减与拐折时间，在球形各向同性辐射面假设下约束辐射半径并估算 GRB 喷流张角。
2025-01-08 astro-ph.HE
Evidence of a Two-Component Jet in the Afterglow of GRB 070419A
提出了一个双组分喷流模型来解释GRB 070419 A异常余辉现象。关于光学光变曲线，假设具有> 30-40度开度角的宽“喷流”产生晚期浅衰减，而三个早期幂律段必须由具有约2-4度开度角的窄喷流引起。需要向两个组件注入额外的能量。晚期的X射线辐射可能来自宽喷流或窄喷流。如果后者是正确的，喷流可能进入ISM环境，后期能量注入的时间指数q可能约为0.65。
2009-07-08 astro-ph.HE
A New Derivation of GRB Jet Opening Angles from the Prompt Gamma-Ray Emission
伽马射线暴（GRB）的喷流张开角是确定其前身特征的重要参数，它所包含的信息可以帮助我们了解相对论外流和暴中所包含的总能量。不幸的是，一个有信心的推断喷流张开角通常需要宽带测量的余辉的伽玛射线暴，从X射线下降到无线电和从几分钟到几天后的即时伽玛射线发射，这可能是很难获得的。由于这个原因，在所有探测到的伽玛暴中，很少有喷流角受到限制。我们提出了一种替代方法来获得射流的角度从即时发射的伽玛射线暴，鉴于伽玛射线暴具有可测量的Epeak和通量，并不需要任何余辉测量。我们提出的前两年的费米伽马射线暴监视器（GBM）操作派生的射流开角的分布，我们比较了一些我们派生的开角报告的开角使用传统的余辉方法。我们导出了红移γ暴的准直校正γ射线能量E_γ，并发现我们样品中的一些γ暴与原磁星祖先不一致。最后，我们指出，使用导出的喷流张角，使得静止坐标系Epeak和E_γ之间的相关性比以前提出的更紧密，从而将长伽玛暴和短伽玛暴置于一个经验幂律上。
2011-01-12 astro-ph.HE
Off-Axis Emission of Short GRB Jets from Double Neutron Star Mergers and GRB 170817A
在椭圆星系NGC 4993中发现的短持续时间伽玛暴（$\lesssim2\;$ s）170817 A是第一个由引力波探测到的中子星合并双星的电磁对应物。随后是事件发生后半天至数周的光学、红外和紫外辐射，以及后期的X射线和无线电辐射。早期的紫外，光学和红外发射显示出准热光谱暗示的放射性衰变供电kilonova样发射。与kilonova模型相比，有利于形成一个短暂的（$\sim1\;$ s）超大质量NS，这也是由$Δt\approx1.74\;$的GW啁啾信号和即时GRB发作之间的延迟支持。然而，X射线（8.9 $\;$天）和无线电（16.4 $\;$天）发射的晚发，以及低各向同性等效$γ$射线能量输出（$E_{\rmγ,iso}\approx5\times10^{46}\;$ erg），强烈建议从离轴观察的窄相对论喷流发射。在这里，我们建立了一个离轴伽玛暴喷流余辉发射的一般框架，比较分析和数值方法，并显示他们的一般预测短硬伽玛暴伴随二进制NS合并。提示伽玛射线暴发射建议的视角以及喷流的核心之外，我们比较预期在这种情况下的余辉光变曲线的X射线，从伽玛射线暴170817 A的无线电发射。我们拟合的余辉离轴喷流模型的X射线和无线电数据，并发现的意见解释的视角$θ_{\rm obs}\approx16^\circ-26^\circ$，伽玛射线暴喷流能量$E\sim10^{48.5}-10^{…
2017-11-28 astro-ph.HE
Constraints on GRB Jet Properties from IceCube Upper Limits: Insights from GRB 221009A and GRB 240825A
Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology (SVNIT)（萨达尔·瓦拉巴伊国立理工学院）；Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES)（阿里亚哈塔观测科学研究所）；Department of Physics, Indian Institute of Technology Roorkee（印度鲁尔基理工学院物理系）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN/Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所/格兰萨索国家实验室）；Centre for Astro-Particle Physics (CAPP) and Department of Physics, University of Johannesburg（约翰内斯堡大学天体粒子物理中心及物理系）
通过IceCube上限限制研究GRB喷流性质，发现GRB 221009A和240825A在等离子体加载和微物理参数上有显著差异。
2026-02-13 astro-ph.HE
Testing the neutrino annihilation model for launching GRB jets
伽玛射线暴（GRB）喷流的发射机制仍然存在争议，导致喷流成分存在很大的不确定性。磁流体动力学模型和中微子湮灭模型已经被提出来研究黑洞/吸积盘中心引擎的能量提取。特别是，对于持续时间为$T\lesssim 100$ ~s的爆发所预期的极端吸积率$\dot M\sim 0.1-1$ ~ M $_\odot$ s $^{-1}$，圆盘可以是有效的中微子发射体。中微子-反中微子湮灭的结果在喷流的能量沉积率，可以在原则上，占爆炸的能量。最近对暴后数小时X射线耀斑和超长伽玛暴的发现表明伽玛暴活动可以持续$\sim 10^4$ ~s或更长时间。这些长寿命事件的影响类似于经典的伽玛暴。鉴于这些发现，我们重新评估中微子湮灭模型。我们推导出中微子动力射流的最大可能能量作为爆发持续时间的函数，并表明可用的能量下降快，较长的爆发。对于一个标准的参数选择，该模型在解释观测到的持续时间超过$\sim 10^3$ ~s的事件的能量学时，差了三到四个数量级。
2014-08-20 astro-ph.HE
An Analysis of Chandra Deep Follow-up GRBs: Implications for Off-Axis Jets
我们提出了一个样本的27 GRB详细的雨燕光变曲线补充晚时间钱德拉观测。为了回答在一般情况下，失踪的射流破碎问题，我们开发了一个基于数值模拟的模型，可以直接拟合的数据，使用蒙特卡罗方法。我们的数值模型考虑了所有可以形成射流破碎的因素：（i）横向膨胀（ii）边缘效应和（iii）离轴效应。我们的研究结果提供了改进的拟合的光变曲线和物理参数的约束。更重要的是，我们的研究结果表明，离轴效应是重要的，必须包括在解释伽玛射线暴喷流中断。
2015-04-05 astro-ph.HE
Collisional mechanism for GRB emission
伽玛射线暴喷流中的核碰撞和库仑碰撞产生了热的电子-正电子等离子体。这种碰撞加热在射流仍然不透明时开始，并延伸到透明区域。电子等离子体辐射出它的能量。因此，大部分的射流能量被转换为具有明确定义的光谱的逃逸辐射。利用已知的碰撞率和膨胀射流中辐射转移的精确计算，详细模拟了这一过程。结果再现了观测到的伽玛暴的光谱，其峰值通常在1 MeV附近，并延伸到光子指数β~-2.5的更高的能量。这表明碰撞加热可能是伽玛暴辐射的主要机制。
2010-03-31 astro-ph.HE
The Consequences of Gamma-ray Burst Jet Opening Angle Evolution on the Inferred Star Formation Rate
伽马射线暴（GRB）的数据表明，在高红移宇宙中的伽玛射线暴喷流比低红移宇宙中的伽玛射线暴喷流更窄的准直。这意味着我们在高红移处探测到的长伽玛暴祖先系统（即大质量恒星）相对较少，因为大部分伽玛暴的喷流指向远离我们的方向。因此，如果不考虑这种影响，那么在高红移下对恒星形成率（从伽玛暴率）的估计可能会减少。在本文中，我们估计的恒星形成率（SFR）使用观测到的伽玛暴率，占不断发展的喷流张开角。我们发现，在早期宇宙（z > 3）的SFR可以高达一个数量级高于规范的估计，这取决于光束角演化的严重程度和恒星的比例，使长伽马射线暴。此外，我们发现过量的SFR在低红移，虽然这减少时占的光束角的演变。最后，在假设伽玛暴实际上跟踪宇宙SFR的正则形式，我们约束所产生的恒星的比例，必须产生伽玛暴，再次占喷流波束角的演变。我们发现这个假设表明，在早期宇宙中有很高比例的恒星产生GRB-事实上，这一结果可能支持我们最初的断言，即GRB不跟踪SFR的正则估计。
2020-09-08 astro-ph.HE
The GRB-SLSN Connection: mis-aligned magnetars, weak jet emergence, and observational signatures
多个观测证据支持贫氢超亮超新星（SLSNe）和长时间伽马射线暴（GRB）之间的联系。这两个事件都需要一个强大的中央能源，通常归因于毫秒磁星或吸积黑洞。GRB-SLSN的联系提出了几个理论问题：这些不同现象的引擎有什么区别？在同一事件中，一个单一的发动机可以同时为GRB和发光SN提供动力吗？我们提出了一个新的统一模型的磁星热化和喷流的形成：旋转（${\bf Ω}$）和磁偶极子（${\bf μ}$）轴之间的错位热化的一小部分的自旋下降的权力，通过重新连接在条纹赤道风，提供了一个有保证的来源的“热”发射功率的超新星。剩余的非热化能量激发了相对论性喷流。在本图中，GRB-SLSN二分法与${\bf Ω\cdot μ}$直接相关。我们扩展了早期的工作表明，即使是亮度较弱的相对论性喷流$\sim10^{46}$ erg s $^{-1}$也可以在爆炸后数小时逃离膨胀的SN喷出物，这意味着逃逸的相对论性喷流可能伴随着许多SLSNe。我们计算这些喷流的观测特征。我们发现，他们可能会产生短暂的紫外茧发射持续几个小时时，射流打破了喷出物表面。一个寿命较长的光学/紫外线信号可能源于温和的相对论风驱动的射流和喷出物壁之间的界面。这为在某些SLSNe光变曲线（如LSQ 14 bdq）中观察到的第二个早期极大值提供了新的解释。这种情况下还预测人口的GRB从轴上的喷气机具有极长的持续时间，可能类似于人口的“喷射…
2017-05-02 astro-ph.HE
Afterglow Linear Polarization Signatures from Steep GRB Jets: Implications for Orphan Afterglows
The Open University of Israel（以色列开放大学）；The George Washington University（乔治华盛顿大学）
研究GRB喷流后燃线偏振特征，通过联合建模区分孤儿后燃的起源，应用于AT2021lfa案例。
2025-07-23 astro-ph.HE
TeV Afterglow of BOAT GRB without Jet Break
提出GRB 221009A的TeV余辉新模型，通过磁加速和星周介质结构变化解释早期通量上升与光变断裂，得出高度磁化厚喷射物使减速时间约400 s且无需早期喷流断裂。
2025-02-03 astro-ph.HE
Black hole hyperaccretion in collapsars. III. GRB timescale
伽马射线暴（GRB）分为长和短两类（即，LGRB和SGRB）的基础上观察到的双峰分布的持续时间$T_{90}$。多信使观测表明，大多数SGRB和LGRB应该分别由紧凑物体合并和大质量黑洞超吸积中的黑洞（BH）超吸积发射的超相对论喷流提供动力。然而，持续时间标准有时不能正确地反映一个特定的伽玛暴的物理起源。在星载情况下，当喷流成功地从包层和星周介质中爆发出来时，可以观测到伽玛暴。观测到的GRB持续时间只反映了喷射爆发后发动机工作的时间。本文研究了中微子湮灭或Blandford-Znajek机制驱动的喷流在大质量中微子中的传播。的签名的祖先产生的LGRB，SGRB，和失败的GRB在Bracksar的情况下展出。黑洞超吸积的质量供给与喷流向包层的传播之间的竞争，完全取决于黑洞的密度分布。我们发现，持续时间和各向同性的能量$E_{\rm{γ,iso}}$的伽玛暴可以帮助约束的密度分布的中微子。最后，我们提出一个起源于中微子的SGRB，GRB 200826 A，可能起源于一个由$\sim 10~M_\odot$的起源星发射的中微子湮灭占主导地位的喷流，其前身的信封已被剥离。
2022-08-21 astro-ph.HE
The structure of hydrodynamic $ γ$-ray burst jets
伽玛暴喷流在发射后，在爆发前通过稠密介质传播。射流-介质相互作用导致形成复杂的结构化流出，通常称为“结构化射流”。射流介质相互作用的基础物理设置后爆发射流形态从来没有被系统地探讨。在这里，我们使用一套三维模拟遵循流体动力学长和短的伽马射线暴（GRB）射流爆发后的演变，研究爆发后的相互作用引起的结构。我们的模拟功能Rayleigh-Taylor手指，从茧到射流生长，混合茧与射流材料和不稳定的射流。这种混合产生了一个以前未识别的区域，该区域将射流从茧中包裹起来，我们将其表示为射流-茧界面（JCI）。长的伽玛暴经历强烈的混合，导致大部分喷流能量漂移到JCI中，而在短的伽玛暴中，较弱的混合是可能的，导致两个分量中相当数量的能量。值得注意的是，射流结构（射流核心加JCI）可以用简单的通用角幂律分布来表征，幂律指数仅取决于混合水平。这一结果支持常用的幂律角分布，而不利于高斯射流。在更大的角度，茧占主导地位，结构更加复杂。混合形状的即时发射光曲线，并意味着典型的长伽玛暴余辉是不同的短伽玛暴。我们的预测可以用来推断喷流的特点，从即时和余辉观测。
2020-11-01 astro-ph.HE
Multiple rebrightenings in the optical afterglow of GRB 210731A: evidence for an asymmetric jet
针对GRB 210731A光学余辉4小时内多次再增亮，研究提出非轴对称三组分结构化喷流模型，并通过MCMC拟合多波段数据，证明方位向能量与速度不均可形成多峰。
2024-12-02 astro-ph.HE
Inverse reconstruction of jet structure from off-axis gamma-ray burst afterglows
引力波事件GW 170817和缓慢上升的短伽马射线暴GRB 170817 A的余辉清楚地表明GRB喷流具有角结构。然而，实际的喷流结构仍然不清楚，因为不同的作者给出了不同的结构。我们制定了一个新的方法来逆重建喷流结构从离轴伽玛暴余辉，而不假设任何功能形式的结构，在以前的研究相比。喷流结构是唯一确定的光变曲线的上升部分，对于一个给定的参数集，通过积分的常微分方程，这是来自标准理论的伽玛射线暴余辉。应用到GRB 170817 A，我们发现，一个非平凡的空心锥射流是一致的观测到的余辉，以及高斯和幂律射流的误差，这意味着Blandford-Znajek机制或喷射-射流相互作用。目前的观测仅限于喷流核心，而不是原则上的视线周围的外部喷流结构。用我们的反演方法进行更精确和高节奏的观测将固定喷流结构，为喷流的形成和传播提供线索。
2020-07-06 astro-ph.HE
Possible origin of AT2021any: a failed GRB from a structured jet
本文通过多波段拟合分析孤儿余辉候选者AT2021any，发现结构化高斯喷流模型最符合观测数据，推断其洛伦兹因子约68，证实其可能源于一次轴向观测下的失败伽马射线暴。
2023-07-12 astro-ph.HE
Propagation of Relativistic, Hydrodynamic, Intermittent Jets in a Rotating, Collapsing GRB Progenitor Star
伽马射线暴（GRB）的瞬发具有快速变化的特征，这可能是不稳定中心引擎的直接反映。我们进行了一系列轴对称的2.5维模拟研究传播的相对论性，流体动力学，间歇性射流通过信封的伽玛暴祖星。一个真实的快速旋转的恒星被纳入作为喷流传播的背景，恒星被允许由于中心黑洞的引力而坍缩。通过模拟具有相等开和关持续时间的恒定亮度脉冲的间歇性喷流，我们研究了半周期$T$如何影响喷流动力学。对于相对较小的$T$值（例如0.2 s），射流爆发时间$t_{\rm bo}$取决于射流的张开角，较窄的射流更能穿透并在较短的时间内到达表面。对于$T \leq 1$ s，反向激波在喷流穿透恒星包层之前穿过每个脉冲。因此，在$t_{\rm bo}$的第一组脉冲爆发之后，随后的几个脉冲在穿透恒星之前消失，造成了一个静止的间隙。对于较大的半周期（$T=2.0, 4.0$ s），所有的脉冲都可以成功地穿透包层，因为每个脉冲都可以在反向激波穿过壳层之前穿过恒星。我们的结果可以解释在许多长的伽玛暴的存在下，伽玛暴中央引擎注入半周期$T \leq 1$ s的间歇脉冲的弱前兆。观测数据似乎与这种可能性相一致。
2016-10-13 astro-ph.HE
Plug Disintegration in GRB Jet Eruption
在这项工作中，我们考虑了一个稀薄的相对论性流体动力喷流从稠密的重子包层喷发。当喷流向外移动时，它携带并继续加速一层重子物质，我们称之为塞。我们解决了相对论运动方程的轨迹的插头，并验证它使用相对论流体动力学模拟。我们表明，在这些条件下，塞打破了在一个半径较大的几个因素，从半径的信封，由于发病的瑞利泰勒不稳定性。在分裂之后，喷流继续加速到较高的洛伦兹因子，而塞子碎片保持中等的洛伦兹因子。缓慢移动的喷出物的存在可以解释伽玛暴的晚期特征，如X射线耀斑，而无需求助于长寿命的引擎。
2022-01-26 astro-ph.HE
Selection Effects on the Observed Redshift Dependence of GRB Jet Opening Angles
从目前的伽玛暴样品中观测到了伽玛暴喷注张开角（$θ_{\rm j}$）与红移的明显关系。我们调查这种依赖性是否可以解释与工具选择效应和观测偏差的自举方法。假设（1）伽玛暴速率遵循恒星形成历史和宇宙金属丰度历史，（2）喷流修正光度的内禀分布（$L_{\rm γ}$）和$θ_{\rm j}$是高斯或幂律函数，我们通过考虑各种工具选择效应，包括通量阈值和BAT的触发概率，生成模拟{ \em Swift}/BAT样本，伽玛暴喷注指向仪器立体角的概率和红移测量的概率。我们的结果很好地再现了所观察到的$θ_{\rm j}-z$依赖性。我们发现，在$L_γ\propto θ_{\rm j}^2$的情况下，可以获得模拟和观察到的样品之间的良好的一致性，表明$L_{\rm γ}$和$θ_{\rm j}$是退化的通量限制的样品。参数集$(L_{\rm γ}, θ_{\rm j})=(4.9\times 10^{49} \rm {erg\ s}^{-1},\ 0.054 {rad})$为当前{ \em Swift} GRB样本提供了最佳一致性。考虑到聚束效应，由此导出的本征局部γ暴率为$2.85\times 10^2$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$，由此推断Ib/c型SNe的$\sim 0.59%$可能伴随有γ暴。
2012-01-04 astro-ph.HE
GRB 160625B: Evidence for a Gaussian-Shaped Jet
我们提出了多波长建模的余辉从长伽马射线暴GRB 160625 B使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）技术afterglowpy Python包。GRB 160625 B是一个非常明亮的爆发，具有从无线电到伽马射线频率的丰富观测结果。这些观测值的范围从~0.1天到>1000天，因此使该事件非常适合这种建模。在这项工作中，我们比较礼帽和高斯射流结构类型，以找到最佳的伽玛射线暴射流准直角，视角和其他物理参数的值。我们发现，一个高斯形射流是首选（2.7-5.3西格玛）在传统的礼帽模型。根据射流形状模型，我们对爆发的张开角的估计范围为1.26至3.90度。我们还讨论了射流形状，视角，特别是参与分数的电子的最终估计的伽玛射线暴的内在能量释放和由此产生的相对论外流的能量预算的假设的影响。最值得注意的是，允许参与分数变化的结果在一个估计的总相对论能量~ $10^{53}$尔格。这是两个数量级高于当总分数被假定为统一的，因此，这个参数有很强的相关性，长期GRB中央引擎，环暴介质的细节，和主机环境的约束。
2020-12-01 astro-ph.HE
The Multiband Emission of the two-component Gamma-Ray Burst jet influenced by progenitor winds within the Accretion Disk of Active Galactic Nuclei
本文研究活动星系核吸积盘内双组分GRB喷流受前身星风影响的多波段辐射，发现长暴被扼流、短暴产生余辉和茧层突破辐射，EP与HXMT联合观测可区分GRB类型与喷流组分。
2025-05-22 astro-ph.HE
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
Exploring Jet Structure and Dynamics in Short Gamma Ray Bursts: A Case Study on GRB 090510
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）；Division of Science, National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台科学部）；Department of Astronomical Sciences, The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（日本高级研究院天文学科学系）；Space Science Institute（空间科学研究所）；Nevada Center for Astrophysics, University of Nevada（内华达大学天体物理中心）
本文通过GRMHD模拟研究GRB 090510的喷流结构、能量、变异性及喷流开放角，结合红移影响验证模型，并探讨喷流聚焦机制及广谱观测特性。
2026-05-11 astro-ph.HE
Evidence for a Bright-Edged Jet in the Optical/NIR Afterglow of GRB 160625B
利用RATIR的深、高节奏的伽马射线暴（GRB）余辉数据，我们观察到GRB发生后12.6天出现了一个尖锐的消色差光变曲线突变，并伴随着一个近似消色差的凸起。光学，近红外和X射线数据的拟合表明，一个非常窄的（2度）射流，在后期保持准直。我们认为，尖锐的光变曲线凹凸表明边缘增亮射流，也许只在一个短暂的横向射流扩张期间发射。光变曲线也表现出持续$>10$天的渐进光谱演化。通量的演变可以建模为$\textrm{Flux} \sim \big(\frac{t}{[20 \textrm{days}]}\big)^α\big(\fracλ{[800 \textrm{nm}]}\big)^β$，具有时间斜率$α=-0.956 \pm 0.003$和逐渐随时间变化的光谱斜率$β= (0.60 \pm 0.07)+(0.26 \pm 0.06) \textrm{log}\big(\frac{t}{20 \rm{days}}\big)$。
2019-02-20 astro-ph.HE
A structured jet explains the extreme GRB 221009A
长时间的伽马射线暴（GRB）是一种强大的宇宙爆炸，标志着大质量恒星的死亡。其中，GRB 221009A是迄今为止观测到的最明亮的爆发。由于其巨大的能量（$E_\textrm{iso}\!\approx$ 10 $^{55}$ erg）和接近（$z\!\approx$ 0.15），GRB 221009 A是一个非常罕见的事件，推动了我们理论的极限。我们提出了多波长的观测，涵盖了前三个月的余辉演变。X射线亮度衰减为幂律，斜率为$\approx\!t^{-1.66}$，这与喷射发射的标准预测不一致。我们把这种行为归因于相对论性喷流的浅能量剖面。在其他高能伽玛暴中也观察到类似的趋势，这表明最极端的爆炸可能是由共同的中央发动机发射的结构射流提供动力的。
2023-02-15 astro-ph.HE
Off-axis jet scenario for early afterglow emission of low-luminosity gamma-ray burst GRB 190829A
最近，地基成像大气切伦科夫望远镜报道了从一些伽马射线暴（GRB）中探测到甚高能（VHE）伽玛射线。其中GRB~ 190829 A是由Swift卫星触发的，在爆发开始后约20000 s，H.E.S.S. 5 sigma显著性。该事件具有各向同性的等效伽马射线能量比典型的长伽玛暴小得多，X射线和光学余辉在1400 s左右出现消色差峰的不寻常特征。在这里，我们提出了一个离轴射流的情况下，解释这些观测结果。在这个模型中，相对论性聚束效应是造成各向同性γ射线能量和谱峰能量明显较小的原因。利用射流余辉模型，我们发现初始洛伦兹因子为350，初始射流开口半角为0.015 rad的窄射流可以描述X射线和光学余辉中所观察到的消色差行为。另一个宽的、载有重子的喷流是后期X射线和射电发射所必需的。根据我们的模型，H.E.S.S.在20000 s处可能来自窄射流通过同步加速器自康普顿过程。
2021-04-29 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
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
A Tale of Two Jets: Double Relativistic Outflows from Close Binary GRB Progenitors
Institute for Frontier in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究院）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）
研究提出双喷流模型，探讨紧密双星GRB前身中第二喷流的动力学及其观测特征，通过洛伦兹因子比、对齐角和时间延迟影响观测信号，预测SKA、eXTP等观测手段可验证该模型。
2026-03-29 astro-ph.HE
The late-time afterglow evolution of long gamma-ray bursts GRB 160625B and GRB 160509A
本文介绍了对长PDMATHAMO射线暴GRB 160625 B（69 ~ 209天）和GRB 160509 A（35 ~ 80天）余辉的喷流破裂后PDMATHAMM、VLA和\textit{Chandra}观测。我们计算后喷流休息的光变曲线的下降率，并发现GRB 160625 B的余辉不一致的一个简单的$t^{-3/4}$陡峭的突破，预计从几何效应的喷流边缘进入我们的视线。然而，有利的光学破碎后下降（$f_ν \propto t^{-1.96 \pm 0.07}$）也与$f_ν \propto t^{-p}$下降（其中$p \approx 2.3$来自破碎前光变曲线）不一致，这是从射流的指数横向扩张中预期的;也许表明横向扩张只影响射流的一小部分。破裂后GRB 160509 A的下降与$t^{-3/4}$变陡和$f_ν \propto t^{-p}$一致。我们还使用{ \sc boxfit}将余辉模型与两个光变曲线拟合，并发现两者在能量上与毫秒磁星中心引擎一致，尽管磁星参数需要极端（即$E \sim 3 \times 10^{52}$ erg）。最后，这两个余辉的晚期射电光变曲线不能很好地用{ \sc boxfit}再现，并且与标准喷流模型的预测不一致;相反，两者都可以很好地用一个没有中断的幂律下降（大致为$f_ν \propto t^{-1}$）来表示。这就需要一个高度色性的喷流间…
2020-04-07 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
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
