Early polarization observations of the optical emission of gamma-ray bursts: GRB150301B and GRB150413A
我们报告了MASTER机器人望远镜网络对两个伽马射线暴的早期光学线偏振观测。我们发现GRB 150301 B在初始阶段开始时的最小极化为8%,而我们在上升分支或在爆发达到幂律余辉阶段之后没有检测到GRB 150413 A的极化。这是对伽马射线暴的偏振(在宇宙静止系中)的最早测量。本文的主要目的是发现光发射,并发表伽马射线暴在其演化的非单调阶段的瞬发光发射的极其罕见(独特)的高质量光变曲线。我们报告说,我们的团队已经发现了其中一个爆发的光学对应物,GRB 150413A。
2015-11-09 astro-ph.HE
Afterglow Polarization from Off-Axis GRB Jets
随着我们对伽马射线暴(GRB)理论模型和观测工具研究的深入,对其物理性质的探索也越来越多。由于瞬变事件主要由同步辐射控制,因此可以预期伽玛暴发射的同步辐射光子在整个爆发演化过程中应该呈现一定程度的偏振。虽然由于观测工具的限制,观察这种极化仍然具有挑战性,特别是对于短伽玛暴,但为我们拥有丰富数据的那一天奠定基础至关重要。在这项工作中,我们提出了一个偏振模型与离轴传播的礼帽射流同步加速器的情况下,在一个分层的环境与密度分布$n(r)\propto r^ {-k}$。我们提出了这个模型的预期的时间极化演化为一组现实的余辉参数约束在伽玛射线暴文献中观察到的值为四度的分层$k=0,1,1.5 {\rm \, and\,} 2$和两个磁场配置具有高的极端各向异性。我们应用这个模型,并预测偏振从一组伽玛暴表现出离轴余辉发射。特别是,对于GRB 170817 A,我们使用现有的极化上限,以排除一个极端的各向异性配置的磁场的可能性。
2022-11-02 astro-ph.HE
Polarization From A Radially Stratified Off-Axis GRB Outflow
虽然伽马射线暴(GRB)的主要辐射机制仍然是一个有争议的问题,同步辐射是描述多波长余辉观测的最重要的候选者之一。因此,预计伽玛暴应该在其演化过程中呈现一定程度的偏振-这是探测这些爆发的能量和角度特性的可行方法。虽然由于伽玛射线暴观测的固有复杂性,获得偏振数据是困难的,但正在取得进展,同步加速器偏振的理论建模现在比以往任何时候都更加相关。在这篇手稿中,我们提出了一个基准模型的同步加速器前向冲击辐射辐射在辐射绝热制度演变的偏振描述的径向分层离轴流出。这是参数化的幂律速度分布和减速在一个恒定的密度和风一样的外部环境。我们应用此理论偏振模型为选定的爆发提出离轴余辉发射的证据,包括最近的孤儿GRB候选人观察到的尼尔·格瑞尔斯斯威夫特天文台和一些引力波(GWs)的事件,可以产生电磁辐射。在GRB 170817 A的情况下,我们需要在无线电波长的偏振上限,以约束其磁场几何。
2022-11-22 astro-ph.HE
Relativistic Effects and GRB Polarization in Power-Law Evolution
尽管几十年的偏振观测和高意义的偏振$γ$射线,X射线,光学和无线电发射的伽马射线暴(GRB)已积累在几十个案例中,人们还没有找到一个一致的方案来理解全球观测到的GRB偏振的时间特性的日期。在这里,我们报告说,所观察到的伽玛暴偏振特性在宇宙学距离上呈现出四段时间演化:(I)早期的初始峰(在最初的几秒钟内);(II)稍后的幂律衰减(从$\sim$ 10 $^{1}$到$\sim$ 10 $^{4}$ s),其采取$π_{\rm obs} \propto t^{-0.50 \pm 0.02}$的形式;(III)之后是一个后期再亮峰(从$\sim$ 10 $^{4}$到$\sim$ 10 $^{5}$ s);(IV)最后是一个平坦的幂律衰减(从$\sim$ 10 $^{5}$到$\sim$ 10 $^{7}$ s),其形式为$π_{\rm obs} \propto t^{-0.21 \pm 0.08}$。这些发现可能会对主流的偏振模型提出挑战,假设偏振时间演变在不同的发射区域的变化。我们发现,这些结果可以解释由中央发动机产生的高度相对论性和磁化射流的相对论性和几何效应,以及“磁补丁”分布为全球随机但局部相干的形式。我们的分析表明,有一个单一的占主导地位的机制,可能占全球观测性质的伽玛暴偏振,和其他的发射机制和效应可能发挥作用,在空间上的本地和时间上的短期效应伽玛暴偏振。
2022-08-06 astro-ph.HE
GRB 210619B optical afterglow polarization
本研究利用 RoboPol 仪器对极亮长伽马射线暴 GRB 210619B 的光学余辉进行偏振观测,在暴后约 5967-8245 秒内探测到 5σ 的偏振信号(P=1.5±0.3,EVPA=8±6°),并发现偏振度基本恒定,该偏振为余辉固有属性。
2022-12-11 astro-ph.HE
Exploring the Early Afterglow Polarization of GRB 190829A
GRB 190829 A由于其性质和高能量发射而被广泛研究。由于高能立体观测系统探测到了一个非常高能量的成分,并且该事件的光度在理论上是中等的,因此它被归类为一组有限的爆发,与经典的伽马射线暴和附近的亚能量事件接壤。考虑到用于充分描述这一爆发余辉的模型范围,确定最可能的解释已被证明具有挑战性。然而,MASTER合作提供的偏振数据的检测为GRB 190829 A增加了一个新的方面,使我们能够尝试探索这种简并性。在本文中,我们提出了一个偏振模型耦合同步加速器前向冲击波模型-一个组件在所有的模型用于描述GRB 190829 A的余辉-为了适应偏振的时间演化与现有的上限($Π< 6\%$)。我们发现,从轴上发射产生的极化有利于强各向异性磁场比,而离轴的情况下,不能完全排除当考虑到一个更各向同性的框架。
2022-10-24 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
Polarization with a 3-dimensional Mixed Magnetic Field and Its Application to GRB 170817A
大尺度有序磁场在伽马射线暴(GRB)喷流的形成和加速过程中起着非常重要的作用。在伽玛暴瞬发阶段,可能会发生一些耗散过程,扰动磁场,使其具有一定的随机性。因此,由有序分量和随机分量组成的混合磁场对于早期余辉阶段是合理的。本文研究了在三维混合磁场作用下余辉的偏振演化和光变曲线。三种有序分量(即,对准的、环形的和径向的)。我们发现,这三种情况下是可区分的,通过射流偏振演化。具有排列有序分量的三维混合磁场的极化角可以逐渐演变,但在环形和径向情况下仅通过$90^\circ$突然变化。此外,在反向激波穿越时间期间,极化度(PD)对于环形情况可以是非零的,但对于径向情况大致为零。由于喷流中的对齐分量对应于磁星中心引擎,而环形分量对应于黑洞,因此即使磁场混合在喷流中,GRB中心引擎也可以通过偏振观测来区分。此外,我们的偏振计算可以应用到GRB 170817A与GW 170817。利用最近观测到的GRB 170817 A在$t=244$天的PD上限$12\%$,将该余辉中有序与随机分量的磁场强度比约束为$\lesssim0.9$。
2018-11-28 astro-ph.HE
Origin of the twice ${90}^{\circ}$ rotations of the polarization angle in GRB 170114A and GRB 160821A
本文通过多辐射壳层模型研究GRBs中偏振角两次${90}^{\circ}$旋转现象,发现对齐磁场构型能解释观测数据并支持磁星中心引擎假说。
2024-11-13 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
Early time optical polarization of GRB Afterglows: GRB 060418 and GRB 090102
利物浦望远镜上的RINGO现在已经测量了GRB 060418(其中确定了P<8%的2 sigma上限)和GRB 090102(当检测到P = 10 +/-1%时)的光学偏振。我们讨论了这些意见的各种竞争模型的伽玛射线暴喷流磁化的影响,并描述了一个可能的统一模型,可以解释这两个测量。
2009-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Time-Resolved GRB Polarization with POLAR and GBM
同时对伽马射线暴(GRB)光谱和偏振进行$γ$射线测量提供了一种独特的方法来确定这些物体中的潜在发射机制,以及探测导致观测到的$γ$射线发射的粒子加速机制。在这里,我们检查联合观察到的数据从GRB 170114 A的POLAR和GBM,以确定其光谱和偏振特性,并试图了解产生这些观测的发射过程。我们的目标是开发一个可扩展的和统计上健全的框架,这些类型的测量适用于其他工具。我们利用现有的3 ML分析框架来开发一个新的分析管道,用于同时对光谱和偏振数据进行建模。我们推导出适当的泊松似然$γ$ -射线偏振测量中存在的背景。开发的框架是公开的类似测量与其他$γ$ -射线旋光仪。在贝叶斯概率背景下的数据进行分析,从两个仪器的光谱数据同时建模与物理,数值同步加速器代码。的光谱建模的数据是一致的同步加速器光子模型已被发现在大多数类似的单脉冲伽玛暴分析。极化结果揭示了随着时间的推移极化增长的轻微趋势,在发射的时间峰值处达到~30%的值。此外,观察到偏振角在整个发射过程中随时间演变。这些结果暗示同步辐射源的排放,但许多伽玛射线暴的进一步观测需要验证这些演变趋势。此外,我们鼓励开发时间分辨的极化模型的即时发射的伽玛射线暴,因为目前的模型是不够的预测,使我们目前的数据的完整建模。
2019-08-12 astro-ph.HE
Polarization Predictions in the GRB Prompt Phase with the Internal Shock Model
作为标准的伽马射线暴(GRB)脉冲发射模型,内激波(IS)模型能够再现GRB光变曲线中脉冲的快速上升和缓慢衰减特征。时间和能量相关的偏振可以提供关于发射区域的重要物理信息,并且可以用于测试模型。磁化IS模型对伽玛暴瞬发相的极化预测应仔细研究。磁化后的IS模型的磁场很可能是混合的,并随半径衰减。在这种衰减磁场存在下的同步辐射能恢复γ暴瞬发相的类带状谱。在磁化IS模型的框架下,我们研究了伽玛暴瞬发辐射的偏振随时间和能量的变化。由于参数变化范围大,很难通过极化度曲线区分磁化的IS模型和磁重联模型。磁化IS模型的能量依赖性PD可以向高能带增加,而耗散光球模型的能量依赖性PD在兆电子伏带以上减小到零。因此,我们得出结论,PD的能量依赖性可以用来区分这两个模型的伽玛暴瞬发。最后,我们发现,与观测能带无关,时间积分和时间分辨PD的$ξ_B-PD$曲线轮廓非常相似,其中$ξ_B$是有序分量与随机分量的磁场强度比。
2021-03-04 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
Coherence scale of magnetic fields generated in early-time forward shocks of GRBs
我们报告了有史以来最早的探测光偏振从伽玛射线暴前向冲击(伽玛射线暴141220 A),测量$129.5-204.3\,$ s后,使用多色RINGO 3光学偏振计的2米全自动机器人利物浦望远镜的爆发。从$86\,$ s到$\sim 2200\,$ s爆发后的光学光变曲线的时间衰减梯度是典型的具有$α= 1.091 \pm 0.008$的经典前向激波。低偏振度$P_{BV} = 2.8_{- 1.6} ^{+ 2.0} \, \%$(2 $σ$)在平均时间$\sim 168\,$ s后爆发是兼容的被诱导的宿主星系尘埃($A_{V, {\rm HG}}= 0.71 \pm 0.15 \,$马格),留下低偏振度固有的伽玛射线暴发射本身-作为理论预测的前向冲击和一致的低程度的光学偏振度的伽玛射线暴余辉观测后数小时至数天。目前从前向冲击获得的早期偏振数据样本表明,偏振来自(a)银河系和宿主星系的尘埃特性(即$P \sim 1\%-3\%$),(b)极化反向冲击的贡献(GRB减速时间,喷流磁化)或(c)前向冲击固有极化(即$P \leq 2\%$),其取决于磁场相干长度尺度和可观测发射区域的大小(爆发能量学、环爆密度)。
2021-06-18 astro-ph.HE
Impact of the ISM magnetic field on GRB afterglow polarization
在几次伽玛暴余辉中测量了线偏振。几天后,极化产生于前向激波发射,这取决于激波后的磁场。后者可以源自现有场(这里是ISM磁场)的压缩和冲击产生的不稳定性。对于短伽玛暴,以前的模型所产生的极化从向前冲击认为是一个随机场完全或部分局限于冲击平面。然而,ISM磁场可能由随机和有序分量组成。在这里,我们研究一个更现实的磁场具有有序和随机组件的影响。我们提出了我们的半解析模型和计算极化曲线产生不同的磁场配置。我们发现,一个有序的组件,甚至显着弱于随机的存在下,有不同的签名,可以检测到。在存在一个有序组件不在观察者平面,我们表明:i)对于喷流内部的观察者,偏振角$θ_p$在整个余辉阶段期间保持恒定,或者表现出小于仅从随机分量预期的90 \textdegree摆动的变化,ii)对于喷流外部的观察者,偏振角从$θ_p^{\max}$演变,在射流中断之前到射流中断之后的相反方向。我们还发现,上限极化GRB 170817需要一个随机场不完全局限于冲击平面,并与一个有序的组成部分大到一半的随机兼容。
2021-10-20 astro-ph.HE
Linear and Circular polarization in ultra-relativistic synchrotron sources - implications to GRB afterglows
从相对论流出的偏振测量是探测发射区的几何形状和粒子分布的微观物理的有价值的工具。实际上,极化水平取决于:(i)局部磁场取向,(ii)发射区域相对于视线的几何形状,以及(iii)电子俯仰角分布。在这里,我们考虑光学薄同步辐射,我们扩展的圆偏振理论从一个点源扩展径向膨胀相对论性喷流。我们提出了在这样的系统中的线性和圆偏振的数值估计。我们认为不同的配置的磁场,球形和喷射的流出,各向同性和各向异性的俯仰角分布,并概述了在获得报告的高水平的圆偏振观察到的余辉GRB 121024 A的困难。我们的结论是,所观察到的偏振的起源不能固有的光学薄同步加速过程中,即使当电子俯仰角分布是非常各向异性的。
2015-12-02 astro-ph.HE
Application of Jitter Radiation: Gamma-ray Burst Prompt Polarization
伽马射线暴(GRB)瞬发辐射的高度偏振性是近年来得到证实的。本文利用抖动辐射研究了伽玛暴瞬发辐射的偏振特性。在我们的框架中,相对论电子被湍流加速。随机和小尺度的磁场是由湍流产生的。我们进一步确定了伽玛暴瞬发辐射的偏振特性是由随机小尺度磁场的结构决定的。在我们的模型中,采用了一个二维压缩平板,其中包含随机磁场。如果满足抖动条件,则电子在磁场中的偏转角很小,电子轨迹可视为直线。当视线和平板平面之间的角度很小时,可以实现高度偏振。此外,微型喷射结构的微发射体被认为是在一个散装伽玛射线暴射流。射流的“离轴”效应对观测到的偏振度非常敏感。讨论了去极化效应对伽玛暴瞬发和余辉的影响。我们还推测,伽玛暴的快速变化可能与湍流发电机或等离子体的磁重联的随机变化。
2013-09-20 astro-ph.HE
Polarization of gamma-ray bursts in the dissipative photosphere model
伽马射线暴(GRB)的MeV谱峰可以用耗散的相对论性喷流的光球辐射来解释。观测到的非黑体光谱表明,次光球耗散涉及热等离子体加热和注入的非热粒子,通过逆康普顿散射和发射的同步辐射迅速冷却。在光球周围和上面发射的同步加速器光子预计将主导GRB光谱的低能部分,从能量低于MeV峰值的大约十年开始。我们表明,这导致了一个独特的极化签名:伽玛射线暴极化上升向较低的能量。我们计算了伽玛暴辐射的偏振度作为光子能量的函数的一个通用的喷流模型,并显示预测的伽玛暴990123,090902B和110721A。预期的极化在X射线波段是显著的,特别是对于类似于GRB 090902B的爆发。只要喷流在角标度$δθ\gtrsim Γ^{-1}$上近似均匀,MeV峰值(和更高能量)的辐射就是非极化的,其中$Γ$是喷流的体积洛伦兹因子。
2016-11-04 astro-ph.HE
Time-resolved polarizations of gamma-ray burst prompt emission with observed energy spectra
时间分辨偏振比时间积分偏振能提供更多的关于伽马射线暴(GRB)源的物理信息。因此,它们对伽玛暴瞬发相的模型提出了更严格的限制。这里考虑时间分辨和时间积分极化。我们采用的模型是大尺度有序排列磁场中的同步辐射。利用时间分辨能谱,导出了γ暴瞬发相的时间分辨偏振。我们发现用两种方法计算的时间积分PD是相似的。因此,利用时间积分能谱可以方便地估计时间积分局部放电。本文计算的时间分辨PD大多数会随着时间的推移而增加。这一趋势与观测到的GRB 170114 A的时间分辨PD曲线相匹配,但与磁化内震和磁重联模型的衰减PD预测相反。在本文中计算的PA,在一般情况下,是大致常数随时间。本文预测的PA值与GRB 100826A和GRB 170114A中观测到的PA剧烈变化值不符。因此,需要更精确的时间分辨偏振观测来检验模型和诊断伽玛暴瞬发相的真实物理过程。
2023-02-27 astro-ph.HE
Polarization in early optical afterglows of gamma-ray bursts driven by precessing jets
喷流岁差广泛涉及从星系到X射线双星和伽马射线暴(GRB)的天体物理现象。极化是研究伽玛暴喷流中磁场的一种独特方法。伽玛暴相对论喷流的进动将改变喷流可观测发射区域内的几何形状,这可能会影响余辉的偏振。在本文中,我们考虑喷注进动,研究了伽玛暴早期光学余辉在有序和随机磁场几何结构下的偏振演化和相应的光变曲线。我们发现,在长寿命发动机的喷流进动可以显着降低极化度(PD)的磁场结构无关。当视线与进动轴对齐时,发现最强的PD衰减。我们的研究结果表明,喷流进动可以提供新的洞察力的低PD测量的早期光学余辉的伽玛暴。
2022-05-30 astro-ph.HE
First Detection of Faraday Rotation in a Gamma-Ray Burst Afterglow: Low Polarization and High Rotation Measure in GRB 260310A Reveal Jet Magnetic Structure and Environment
University of Arizona(亚利桑那大学);University of Utah(犹他大学);The Open University of Israel(以色列开放大学);The George Washington University(乔治华盛顿大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校)
研究首次在伽马射线暴后继辐射中检测到偏振,揭示喷流磁结构和环境,通过法拉第旋转测量探讨磁场特性。
2026-04-30 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
Investigating Polarization characteristics of GRB200503A and GRB201009A
本研究利用AstroSat的CZTI设备分析两个伽马暴的偏振特性,结合IPN与新定位管线解决定位难题,最终测得GRB 201009A偏振度高,而GRB 200503A的偏振特性暂无法约束。
2024-11-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Polarization Measurement of Gamma-ray Bursts with Fermi-GBM: The Case of GRB 180720B
University of Alabama in Huntsville(亨茨维尔阿拉巴马大学);U.S. Naval Research Laboratory(美国海军研究实验室);Universities Space Research Association(大学空间研究协会)
该研究利用费米伽马射线暴监测器对GRB 180720B进行偏振分析,通过探测散射光子,与模拟比较得出偏振度和角度,发现相关数据,其PA值与早期光学测量一致,支持该方法,较高偏振度或被未来仪器证实或反驳。
2026-07-22 astro-ph.HE
Revealing the Structure and Magnetization of GRB Jets with ALMA Polarization Observations
University of Utah(犹他大学);University of Arizona(亚利桑那大学);The Open University of Israel(以色列开放大学);CNRS – Université Paris Cité(法国国家科学研究中心-巴黎西岱大学);The George Washington University(乔治华盛顿大学);Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学)
该研究利用ALMA对GRB余辉毫米波偏振样本进行系统研究,通过多时期观测揭示偏振演化,发现不同GRB的偏振特性,现有模型难以完全解释,在斑块状场框架下解释观测结果,证明了射电/毫米偏振测量对GRB喷流相关特性的诊断能力。
2026-07-24 astro-ph.HE
Near-extremal black holes as initial conditions of long GRB-supernovae and probes of their gravitational wave emission
与超新星有关的长伽马射线暴(GRB)和合并产生的短伽玛射线暴(SGRBEE)可能是由黑洞作为共同的内部引擎提供动力的,因为它们的瞬发伽玛射线暴辐射满足$E_{p,i}-E_{iso}$平面上相同的Amati相关性。我们引入修改后的Barnikh方程,以确定超吸积驱动新形成的黑洞在核心坍缩超新星的近极值自旋作为一个前兆,以促进伽玛射线暴的排放。在BATSE长伽玛暴目录中观察到随后的自旋下降。自旋下降提供了一个自然的统一与正常的长伽玛暴和SGRBEE的黑洞自旋的寿命长的持续时间,在合并的主要后备物质的情况下。结果指出了在高频引力波中看不到的主要发射。描述了一种新的匹配滤波方法,用于LIGO-Virgo和KAGRA在基本上最大灵敏度下对附近核心坍缩超新星的宽带探测。
2015-08-31 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
Synchrotron polarization of anisotropic electron distribution in GRB prompt emission
Guangxi University(广西大学);Guangxi Minzu University(广西民族大学);Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院云南天文台);Center for Astronomical Mega-Science, Chinese Academy of Science(中国科学院国家天文台)
研究GRB喷流中各向异性电子分布对同步辐射偏振的影响,发现低能电子分布影响偏振特征,能量斜率m决定光学波段偏振变化,数值结果与观测数据对比支持各向异性分布解释部分GRB偏振和光谱数据。
2026-04-24 astro-ph.HE
Radio linear polarization of GRB afterglows: Instrumental Systematics in ALMA observations of GRB 171205A
伽马射线暴(GRB)余辉的偏振测量是探测相对论性GRB喷流结构、几何形状和磁成分的一种很有前途的手段。然而,仪器校准的精确处理是至关重要的偏振数据的强大的物理解释,需要测试和验证对潜在的仪器系统学。我们说明了这与ALMA波段3(97.5 GHz)的GRB 171205 A的观测$\approx5.19$天后爆发,其中检测线偏振最近声称。我们描述了一系列的测试评估与ALMA偏振测量的稳定性。利用这些测试重新分析和评估档案ALMA数据,我们发现系统的偏振校准在$\approx0.09\%$水平。我们推导出$P<97.2~μ$ Jy的线性偏振强度的3 $σ$上限,其对应于$Π_{\rm L}<0.30\%$的线性分数偏振的上限,与先前要求保护的检测相反。我们的上限提高现有的限制伽玛射线暴射电余辉的固有极化的一个因素。我们讨论了这种测量的背景下的约束射流磁场的几何形状。我们提出了一个汇编的伽玛射线暴射电余辉的偏振观测,并证明了一个显着的灵敏度的改善是可取的,最终检测信号偏振在$\approx0.1\%$水平从典型的射电余辉。
2020-04-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
GRB 140206A: the most distant polarized Gamma-Ray Burst
伽马射线暴(GRB)的瞬发伽玛射线辐射的性质至今还远未完全阐明。线偏振的测量是一个强有力的工具,可以用来把进一步的约束的内容和相对论性的伽玛暴流出的磁化,以及在工作中的辐射过程。到目前为止,只有少数偏振测量可用于伽玛暴的即时发射。在这里,我们提出的即时发射的GRB 140206 A,获得与INTEGRAL/IBIS,斯威夫特/BAT,费米/GBM的分析。使用INTEGRAL/IBIS作为康普顿偏振计,我们能够将该GRB的第二峰的线偏振水平限制为在90% c.l.大于28%。我们还介绍了在国家伽利略望远镜(TNG)获得的GRB余辉光谱,这使我们能够测量这个GRB的距离,z=2.739。这个距离值加上IBIS获得的偏振测量值,使我们能够推导出迄今为止最深和最可靠的极限(xi <1x 10 -16),通过宇宙源上的真空双折射效应测量洛伦兹不变性破坏的可能性。
2014-08-18 astro-ph.HE
Probing Magnetic Fields of GRB X-ray Flares with Polarization Observations
在伽马射线暴(GRB)之后经常观察到持续在X射线波段的$\sim 100 - 1000$的X射线耀斑。X射线耀斑的物理起源仅仅依靠时间/光谱信息还不清楚。另一方面,由于人们对天文X射线偏振测量的兴趣日益增加,一些偏振仪预计将在几年内发射。本文假设X射线耀斑是相对论球壳的同步辐射,证明了环形磁场发射区X射线耀斑上升段的线偏振度比随机磁场发射区的线偏振度高得多。在耀斑的衰减阶段,偏振度的演化是由发射壳层的曲率效应决定的,这是耀斑喷流场景的一个自然特征。因此,X射线耀斑偏振的测量将为探测发射区磁场的结构提供有用的工具,甚至有助于检验曲率效应。磁位形的信息可以进一步帮助我们了解伽玛暴喷注的性质。
2018-06-16 astro-ph.HE
Interpretations of the $10\%$ polarization observed in the early forward-shock afterglow of GRB 091208
Center for Theoretical Physics and College of Physics, Jilin University(吉林大学理论物理中心与物理学院)
本文针对GRB 091208早期前激波余辉观测到的10%极化高于传统预测的问题,通过同步辐射模型拟合观测数据,发现略微偏离轴线观测或存在大尺度有序磁场分量两种情景均可解释该结果。
2026-08-18 astro-ph.HE
Magnetized Reverse Shock: Density-fluctuation-induced Field Distortion, Polarization Degree Reduction, and Application to GRBs
几个伽马射线暴(GRB)的早期光学余辉发射显示出高达百分之几十的高线偏振度(PD),表明在发射区存在有序的磁场。光变曲线与反向激波(RS)起源一致。然而,流出的磁化参数$σ$未知。如果$σ$太小,则由于各种扰动驱动的湍流,RS中的有序场可能被快速随机化,使得PD可能不像观察到的那么高。在这里,我们使用“雅典娜++”的相对论MHD代码来模拟一个相对论性喷流与一个有序的磁场传播到clusional周围介质,重点是如何密度波动可能扭曲的有序磁场和减少PD的RS发射不同的$σ$值。对于一个给定的密度波动,我们发现一个明确的幂律关系的相对PD减少和流出的$σ$值。这种关系可以应用于利用早期余辉的偏振数据估计伽玛暴外流的$σ$。
2017-07-21 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
Polarimetry and Photometry of Gamma-Ray Bursts with RINGO2
本文给出了用利物浦望远镜上的RINGO 2成像偏振计观测到的所有伽马射线暴(GRB)光学余辉的早期(~10^2- 10^4 s)测光和偏振星表。对于观测到的19个光学余辉,以下9个足够明亮,可以进行光度测量和尝试偏振测量:GRB 100805 A,GRB 101112 A,GRB 110205 A,GRB 110726 A,GRB 120119 A,GRB 120308 A,GRB 120311 A,GRB 120326 A和GRB 120327 A。我们提出了这9个伽玛暴的多波长光变曲线,以及它们的光学偏振度和/或极限的估计。我们进行了彻底的调查,检测概率,仪器性能和系统学。使用两种独立的方法,我们证实了以前的报告显着极化GRB 110205 A和120308 A,并报告新的检测$P=6^{+3}_{-2}\%$ GRB 101112 A。我们讨论的背景下,反向和正向冲击余辉的情况下,样品的结果,并表明,在早期的时间与可检测的光学偏振的伽玛暴有明确的识别签名的反向冲击发射在其光学光变曲线。这支持的想法,伽玛射线暴喷出物包含大规模的磁场,并强调了快速响应旋光的重要性。
2017-06-13 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
Polarization of GRB Prompt Emission
本文综述了近年来对伽马射线暴(GRB)的线偏振观测结果,并讨论了对GRB喷注瞬发机制和磁成分的一些理论意义。我们还报告了一个严格的观测验证CPT不变性的光子部门的伽玛射线暴偏振测量的结果。
2013-08-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
GRB 091208B: First Detection of the Optical Polarization in Early Forward Shock Emission of a Gamma-Ray Burst Afterglow
我们测量了GRB 091208 B在爆发触发后t = 149 - 706 s的余辉光偏振,偏振度为P = 10.4% +/-2.5%。此时的光学光变曲线显示指数为-0.75 +/-0.02的幂律衰减,这被解释为前向激波同步辐射,因此这是前向激波中首次检测到早期光学偏振(而不是Steele等人(2009)报道的反向激波中的光学偏振)。这种检测不利于余辉模型,在余辉模型中,发射区域中的磁场在等离子体趋肤深度尺度上是随机的,诸如被等离子体不稳定性放大,例如,韦伯不稳定性。我们认为,磁场被放大的磁流体动力学不稳定性,这将是测试未来的观测时间变化的偏振度和角度的其他突发。
2012-05-16 astro-ph.HE
Limits on optical polarization during the prompt phase of GRB 140430A
伽马射线暴GRB 140430 A被雨燕卫星探测到,并被安装在利物浦望远镜上的成像偏振计RINGO 3及时观测到,观测开始时,即时$γ$射线发射仍在进行中。在本文中,我们提出了密集采样(10秒的时间分辨率)的早期光学光变曲线在3个光学波段和限制的程度,光学偏振。我们比较了光学,X射线和伽马射线的性质,并提出了一个分析的光发射期间的高能量耀斑。复杂的光学光变曲线不能仅仅用标准外部冲击的正向和反向冲击发射的组合来解释,这意味着内部冲击耗散的发射的额外贡献。我们估计在即时阶段期间的时间平均光学偏振的上限低至P < 12%(1 $σ$)。这表明,在这个伽玛暴的光学耀斑和早期余辉发射不是高度偏振的。可替代地,时间平均可以掩盖在不同偏振位置角处的不同来源的另外偏振分量的存在。
2015-09-10 astro-ph.HE
Rotation of polarization angle in gamma-ray burst prompt phase
本文通过磁重联模型研究GRB脉冲辐射的偏振角旋转,发现离轴观测下大尺度有序磁场会导致偏振角随时间或能量演化,并成功解释了GRB 170101A的剧烈偏振角变化,但无法预测GRB 170114A的两次90度变化。
2023-06-29 astro-ph.HE
Polarimetry and Photometry of Gamma-Ray Bursts Afterglows with RINGO3
本文介绍了安装在利物浦望远镜上的RINGO 3成像偏振计在其$\sim$ 7年寿命期间观测到的伽马射线暴(GRB)光学余辉的光度和偏振测量。在此期间,RINGO 3对67次伽玛射线暴警报作出了反应。其中,28颗有光学余辉,另外10颗足够明亮,可以进行光度和偏振分析($R\lessapprox{17}$)。我们提供十种光源的高质量多色光变曲线:GRB 130606 A、GRB 130610 A、GRB 130612 A、GRB 140430 A、GRB 141220 A、GRB 151215 A、GRB 180325 A、GRB 180618 A、GRB 190114 C和GRB 191016 A,以及其中七种的偏振测定(不包括GRB 130606 A、GRB 130610 A和GRB 130612 A,它们是在偏振测量模式完全投入使用之前观测到的)。这十个伽玛暴中有八个是经典的长伽玛暴,一个位于短-长持续时间界面,具有$T_{90}$ $\sim$ 4秒,一个是经典的短、硬爆发,具有扩展发射。我们探测到GRB 190114 C和GRB 191016 A的偏振。虽然这些伽玛射线暴的几个详细的分析已经出版,在这里,我们提出了一个统一的重新减少和分析的整个样本和调查的人口在广泛的背景下,相对于目前的文献。我们使用生存分析,以充分包括与其他伽玛暴性质,如时间衰减率,各向同性能量和红移的比较…
2022-08-02 astro-ph.HE
GRBs as Probes of the Early Universe with TSO
长伽马射线暴(GRB)是宇宙中已知的最明亮的电磁辐射源,其瞬发闪光时间为3 ~ 300秒(各向同性X射线/伽玛射线亮度高达10^53尔格/秒)。其馀辉的第一天静止帧UV/光学绝对星等AB = -30至-23。这种发光的连续nUV-nIR背光提供了SFR(z)的最终探测,回到第一颗Pop III到II.5恒星,预计是大质量和GRB的祖先。伽玛射线暴余辉光谱在前1 ~ 3小时内可直接测量其宿主星系再电离时期的电离分数x_i与z的关系,从而跟踪结构的生长。只有28%的雨燕伽玛暴测量到了红移,这是由于在R,J >21时的跟踪有限。大约25%的伽玛暴由于其宿主星系的尘埃吸收而在光学上是暗的,但那些在X射线光谱中具有低NH的伽玛暴可能在z >7。目前的8- 10米望远镜和即将到来的ELT无法迅速追踪光学暗伽马射线暴,JWST或WFIRST也无法在伽马射线暴发生的0.5到1天内转换。时域光谱天文台(TSO)是一个位于L2的探测级1.3米望远镜,具有4个波段(0.3至5微米)的成像和光谱(R = 200,1800),并具有90%天空的快速回转能力。TSO最终将利用z > 6到12的伽玛暴作为SFR(z)、EOR(z)的最直接探测器,并且可能是第一颗(Pop III)恒星核心坍缩的第一个直接探测器。
2019-03-19 astro-ph.HE
Circular polarization in the optical afterglow of GRB 121024A
伽马射线暴(GRB)最有可能是由来自宇宙学距离的吸积黑洞的准直相对论流出(喷流)提供动力的。当流出物与周围介质碰撞时,会产生明亮的余辉。余辉偏振直接探测射流的磁性,当测量几分钟后爆发,和几何特性的射流和周围介质时,测量数小时到数天后爆发。在GRB 120308 A爆发后几分钟检测到的高光学偏振值表明存在源于中央引擎(GRB的动力源)的大规模有序磁场。理论模型预测,当原始喷出物中的能量迅速转移到周围介质并作为冲击波进一步传播到介质中时,后期会出现低程度的线偏振和可重复的圆偏振。在这里,我们报告的圆偏振的光学光的余辉GRB 121024A,测量0.15天后爆发的检测。我们表明,圆偏振是固有的余辉和不太可能产生的尘埃散射或等离子体传播效应。一个可能的解释是调用各向异性(而不是通常假设的各向同性)电子俯仰角分布,我们建议,需要新的模型来产生复杂的微观物理的现实冲击相对论射流。
2014-10-02 astro-ph.HE
High Energy Polarimetry of Prompt GRB Emission
伽马射线暴(GRB)产生极化$γ$射线($>$ 50 keV)的证据在最近几年已经积累起来。据报告,测量值在30- 80%的范围内,通常具有有限的统计意义。关于伽玛暴的偏振特性还没有一个清晰的图像。从表面上看,这些数据表明大多数伽玛暴具有相对较大的偏振水平(通常为$> 50\%$),这可能表明同步辐射与伽玛暴喷流内有序的磁场结构有关。但这些结果远非结论性的。在这里,我们回顾了已经提出的意见,特别是集中在工具的问题和经验教训,可能会从这些数据。
2016-11-20 astro-ph.HE
Polarimetric Analysis of the Long Duration Gamma Ray Burst GRB 160530A With the Balloon Borne Compton Spectrometer and Imager
在2016年的康普顿光谱仪和成像仪(COSI)超压气球活动期间,探测到了长时间的伽马射线暴GRB 160530 A。作为康普顿望远镜,COSI对0.2-5.0 MeV能量范围内的伽马射线源的偏振具有固有的敏感性。我们测量了GRB 160530 A的偏振,使用1)一个标准的方法(SM)的基础上拟合的方位角散射角的分布与调制曲线,和2)一个unbinned,极大似然方法(MLM)。在这两种情况下,测得的极化水平均低于$72.3 \pm 0.8\%$(SM)和$57.5 \pm 0.8\%$(MLM)的$99\%$置信度最小可检测极化水平。因此,COSI没有探测到来自这次爆发的偏振伽马射线发射。我们对极化水平的最严格的$90\%$置信上限是$46\%$(MLM)。
2017-09-15 astro-ph.HE
Synchrotron polarization of a hybrid distribution of relativistic thermal and nonthermal electrons in GRB prompt emission
本文研究GRB瞬时辐射中相对论性热电子与非热电子混合分布的同步辐射偏振,发现混合电子可在γ射线和X射线波段产生高于60%的偏振度,并可能解释GRB 110301A的高偏振观测。
2024-10-01 astro-ph.HE
Time-dependent photospheric radiative transfer in structured GRB jets: spectral evolution and polarization diagnostics
Nanchang University(南昌大学);Henan Institute for Drug and Medical Device Control (Henan Vaccine Issuance Center)(河南省药品医疗器械检验研究院(河南省疫苗发放中心));Shanghai Johnson & Johnson Pharmaceuticals, Ltd.(上海强生制药有限公司)
研究GRB喷流中时间依赖的等离子体辐射传输,通过模拟和蒙特卡罗方法分析光谱演变与偏振特征,提供定量预测以测试高能偏振计。
2026-07-29 astro-ph.HE
INTEGRAL Results on Gamma-Ray Bursts and Polarization of Hard X-ray Sources
在本文中,我们首先回顾了INTEGRAL任务在伽马射线暴(GRBs)领域所获得的结果,由于INTEGRAL突发警报系统,它能够提供近实时警报的IBIS视野内检测到的GRBs。到目前为止,已经探测到120多个伽玛暴,我们在这里总结了它们的特性。在本文的第二部分中,我们重点介绍了IBIS和SPI对伽玛暴和银河系致密天体的偏振测量结果。
2021-12-14 astro-ph.HE
Afterglow Imaging and Polarization of Misaligned Structured GRB Jets and Cocoons: Breaking the Degeneracy in GRB 170817A
到目前为止,GRB 170817 A/GW 170817的X射线到射电余辉发射与观测到的频率和时间成$F_ν\proptoν^{-0.6}t^{0.8}$比例,与外部冲击进入环境介质的同步加速器光谱的单一幂律段一致。这就要求在可见光区的有效各向同性等效余辉激波能量增加为$\sim t^{1.7}$。这种能量增加的两个主要通道是(i)\emph{radial}:由较慢的材料携带更多的能量(在可见光区)逐渐赶上余辉激波并使其能量化,和(ii)\emph{angular}:在相对论性外流中,更多的能量以不同的角度向我们的视线移动,其辐射最初从我们身上射出,但随着减速,其光束锥逐渐到达我们的视线。仅使用X射线到无线电$F_ν(t)$不能区分这些解释(或它们的组合)。在这里,我们表明,最有前途的方式来打破这种退化是通过余辉成像和偏振,通过计算预测的余辉图像(其大小,形状和通量质心)和线性偏振$Π(t)$的演变为不同的角度和/或径向流出结构,适合$F_ν(t)$。我们考虑两个角的配置文件-高斯和一个狭窄的核心与幂律机翼的能量每立体角,以及(茧动机)(准)球形流与径向速度分布。对于离轴观察的喷流(以及余辉激波中产生的磁场),当喷流的核心变得可见时,$Π(t)$在$\approx2t_p$处达到峰值,而光变曲线在$t_p$处达到峰值,图像可以用纵横比$\;\gtrsim2$拉长。准球形流动具有几乎…
2018-05-08 astro-ph.HE
Temporal Evolution of Prompt GRB Polarization
γ射线暴(GRB)中产生瞬发辐射的主要辐射机制仍然是一个悬而未决的问题。光谱信息本身已证明不足以阐明其性质。时间分辨线性极化具有区分流行的发射机制的潜力,例如,来自具有幂律能量分布的电子的同步辐射或软种子热光子的逆康普顿散射,其可以产生典型的伽马射线暴光谱,但产生不同的偏振水平。此外,它可以用来了解外流的成分(即它是动能主导还是坡印廷通量主导)和角结构。对于同步辐射,它是磁场几何的强有力的探测器。在这里,我们考虑从一个薄的超相对论外流同步辐射,与体洛伦兹因子$Γ(R)=Γ_0(R/R_0)^{-m/2}\gg1$,辐射的带函数谱在一个单一的(多个)脉冲(S)的半径范围内,$R_0\leq R\leq R_0+ΔR$。本文给出了在给定能量下,滑行($m=0$)和加速($m=-2/3$)薄球壳以及发射率为锐边和光滑边的离轴顶帽射流的脉冲波形和偏振演化。四种不同的磁场配置被认为是,如一个局部有序的场相干的角度尺度$θ_B\gtrsim1/Γ$,一个纠缠的领域($B_\perp$)在平面上横向于径向方向,一个有序的领域($B_\parallel$)在径向方向上对齐,和一个全球有序的环形场($B_{\rm tor}$)。所有场配置产生不同的偏振演化,其中偏振位置角发生单次(对于$B_\perp$和$B_\parallel$)和双次(对于$B_{\rm tor}$)$90^\circ$变化。
2021-04-08 astro-ph.HE
Polarization of GRB standard X-ray afterglow and its detection prospects by eXTP
Center for Theoretical Physics and College of Physics, Jilin University(吉林大学理论物理中心与物理学院);Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室);Department of Astronomy, School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学物理科学学院天文学系);Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
本研究系统探究标准GRB X射线余辉的偏振特性,通过蒙特卡洛模拟评估eXTP/PFA的探测前景,发现其偏振事件率≤1.5%,可捕捉GRB 221009A等稀有亮暴的偏振演化。
2026-08-18 astro-ph.HE
GRB 210619B: first gamma-ray burst detection by the novel polarimeter MOPTOP
本文报道 MOPTOP 首次探测 GRB 210619B,通过 R 波段光变曲线和偏振上限分析,认为观测处于前向激波阶段,未检出偏振符合尘埃低偏振预期。
2023-06-05 astro-ph.HE
POLAR-2, the next generation of GRB polarization detector
POLAR-2是下一代GRB偏振探测器,基于康普顿散射原理,扩展能量范围并提高十倍有效面积,计划2025年在中国空间站运行至少两年,以高精度测量GRB偏振并探测暗弱事件。
2023-09-01 astro-ph.HE astro-ph.IM