Explaining GRB prompt emission with sub-photospheric dissipation and Comptonization
尽管观测到的伽玛射线暴瞬发光谱受到很好的约束，但没有单一的辐射机制可以有力地解释其独特的非热性质。在这里，我们探索的光球发射模型使用我们的蒙特卡罗辐射转移（MCRaT）代码的辐射机制。本文研究了麦克斯韦电子和单能质子通过多次耗散加速到相对论能量时，快冷同步辐射光子的亚光球康普顿化。与以前的模拟不同，我们实现了一个现实的光子与电子数比$N_γ/N_{e} \sim 10^5$符合观察到的辐射效率的百分之几。我们表明，它是必要的，以注入足够的能量$E_{inj,cr} \sim 2500-4000\ m_e c^2$每电子和产生的输出光子光谱与观测一致的射流中除了电子-质子库仑耦合的情节能量注入事件$N_{rh,cr} \sim {\rm few}\ 10{\rm s}-100$的临界数量。从中等光学深度$τ_{in} \sim 20-40$开始，当电子在具有体积洛伦兹因子$Γ\sim 30-100$的喷流中被反复加速到高度相对论能量$γ_{e,in} \sim {\rm few}\ 10{\rm s}-100$时，可以产生所观察到的GRB谱。光子谱的形状与喷流的初始光子能量分布和重子能量含量无关，因此与光球发射机制无关。
2019-09-16 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
Prompt Neutrino Emission of Gamma-Ray Bursts in the Dissipative Photospheric Scenario Revisited: Possible Contributions from Cocoons
高能中微子可能起源于伽马射线暴（GRB）事件的不同阶段。在这项工作中，我们重新讨论了耗散光球的情况下，伽玛暴的即时发射产生的光球半径。同时，可能的耗散机制（例如，内部冲击或磁重联）可以将宇宙射线（CR）加速到超高能量，然后通过强子核和光强子过程产生中微子，这被称为瞬发中微子。本文在自洽的分析框架下，考虑了喷丝茧结构和可能的准直效应，得到了单个伽玛暴的瞬发中微子谱。我们调查了一个可能的中微子信号从茧，这在以前的研究中被忽略了。我们发现，如果一个伽玛暴事件发生在一个Mpc的数量级的距离，有一个很大的机会观察到中微子发射的茧冰立方，这是更有希望比喷流中微子，因为茧的开口角大得多。我们还计算了伽玛暴茧的散射中微子通量，发现它可以与喷流的散射中微子通量相比较。我们的结果与IceCube合作报告的最新结果一致，即在新数据中未发现中微子事件与观测到的GRB之间存在显著相关性（Aartsen et al. 2017）。
2017-06-05 astro-ph.HE
Fermi Observations of GRB 220426A: a burst similar to GRB 090902B
本文报道了一次由\emph{Fermi}卫星观测到的非常明亮的长持续时间伽马射线暴（GRB~ 220426 A）。GRB~ 220426 A由两个主脉冲和一些次峰组成，总持续时间为$T_{90}=6$ ~s。利用能带函数对该爆发进行了谱分析，发现时间积分谱和时间分辨谱都很窄，具有高$α\gtrsim 0.2$和低$β\lesssim -3.1$的特征。它与GRB~ 090902 B有很强的相似性，后者是一种特殊的GRB，具有光球辐射的特征。然后，我们进行光谱分析的基础上的非耗散光球发射，这可以很好地模拟为多色黑体与截止幂律分布的热温度的爆发。光谱拟合表明，光球辐射能很好地描述这次爆发的辐射谱。我们认为这次爆发可能是\emph{Fermi}卫星观测到的GRB~ 090902 B类的第二次爆发。本文还讨论了光球层的物理性质和GRB~ 220426 A中高能成分的来源。
2022-05-18 astro-ph.HE
Monte Carlo Simulations of Photospheric Emission in Gamma Ray Bursts
对伽马射线暴（GRB）的研究有可能提高我们对高能天体物理现象的认识。为了可靠地使用伽玛射线暴，我们首先需要充分掌握伽玛射线暴喷流内产生辐射的机制，以及它与其结构的关系。伽玛暴发射机制的一个模型是在喷流深处产生的辐射，这些辐射最终会从喷流的光球层逃逸出来。虽然这个模型已经能够解释一些观察到的伽玛射线暴的特点，它是目前缺乏预测能力和能力，完全再现伽玛射线暴光谱。为了解决这些缺点的模型，我们已经扩大了MCRaT代码，最先进的辐射转移代码，现在可以模拟光学伽马射线辐射传播的流体动力学模拟伽玛射线暴射流的状态的能力。使用MCRaT代码，我们已经构建了模拟观测的光变曲线，光谱和偏振从光学到伽马射线能量的模拟伽玛暴。使用这些模拟观测值，我们比较了我们的模拟光球发射观测，发现两者之间的协议。此外，MCRaT计算与流体动力学模拟相结合，使我们能够以一种以前不可能的方式将模拟观测值与模拟GRB喷流的结构联系起来。虽然可以对分析进行一些改进，但这里采取的步骤开始为我们充分了解给定GRB射流的结构与预期辐射之间的联系铺平道路。
2021-10-25 astro-ph.HE
Classification of Photospheric Emission in Short GRBs
为了更好地理解短持续时间伽马射线暴（GRB）的物理起源，我们对\textit{Fermi} /GBM探测到的68个短持续时间为$T_{90}\lesssim2$ s的GRB中的70个脉冲进行了时间分辨谱分析。我们对每个脉冲内具有统计显著性$S\ge15$的所有光谱应用贝叶斯分析，并应用截止幂律（CPL）模型。然后，我们在每个脉冲中选择具有低能谱指数% $α_{\rm max}$的最大值的时间段，用于进一步分析。在主发射机制在每个脉冲中是相同的假设下，这样的分析指示脉冲发射。我们发现，短伽玛暴的$\sim$ 1/3是符合一个纯粹的，非耗散光球模型，至少在脉冲的峰值附近。这一比例大于长伽玛暴的相应比例（1/4）。对于这些爆发，我们发现（i）的洛伦兹因子和硬度比的值的双峰分布;（ii）$T_{90}$和峰值能量之间的反相关性，$E_{\rm pk}$：$T_{90} \propto E_{\rm pk}^{-0.50\pm0.19}$。当我们考虑整个样本时，这种相关性就消失了。因此，我们的研究结果表明，短的伽玛暴人口实际上可能是由两个独立的人口：一个是一个延续的长伽玛暴人口较短的持续时间，和其他一个是明显分开的不同的物理性质。此外，热辐射最初是普遍存在的，但在更长的时间内伴随着额外的辐射（可能是同步加速器）。
2020-06-06 astro-ph.HE
On explaining prompt emission from GRB central engines with photospheric emission model
虽然观测到的伽马射线暴（GRB）瞬发辐射的光谱受到很好的约束，但其辐射机制仍然没有得到很好的理解。我们探讨光球辐射伽玛暴喷流的快速冷却同步辐射光子的康普顿化，而电子和质子被加速到高度相对论性的能量，重复的能量耗散事件，以及库仑碰撞建模。与以前的模拟相比，我们实现了现实的光子-粒子数比的$N_γ/N_e \sim 10^{5}$或更高，这与所观察到的相对论射流的辐射效率是一致的。使用我们的Monte Carlo辐射转移（MCRaT）代码，我们可以成功地模拟即时发射光谱时，电子瞬间加速到高度相对论性的能量（洛伦兹因子$\sim 50-100$）后得到供电的$\sim30-50$情节耗散事件除了他们的库仑耦合与射流质子，重子流出，起源于中等光学深度$\sim20-30$。我们还表明，所得到的光子谱的形状实际上是独立的初始光子能量分布和喷流重子能量含量，因此独立的发射机制。
2021-10-27 astro-ph.HE
Time-resolved spectro-polarimetric analysis of extremely bright GRB 230307A: Possible Evidence of evolution from photospheric to synchrotron dominated emission
Bhabha Atomic Research Center（巴哈原子研究中心）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Astrophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心天体物理学科学部）；Kavli Institute of Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理学与宇宙学研究所）；Ioffe Institute（约费物理技术研究所）；Physical Research Laboratory Thaltej（萨巴尔马蒂河左岸物理研究实验室）；Department of Physics, Ashoka University（阿肖卡大学物理系）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）；Department of Physics, University of Cagliari（卡利亚里大学物理系）
GRB 230307A的光谱偏振分析揭示了从光球主导到同步辐射主导的转变，可能表明磁场在喷流动力学中的演变作用。
2025-12-02 astro-ph.HE
X-ray flares in GRBs: general considerations and photospheric origin
对伽马射线暴（GRB）产生的X射线耀斑的观测，对可能的物理模型有很强的约束。我们提供了一个一般性的讨论。特别地，我们表明，为了解释相对平坦和弱的光通量在X射线耀斑，发射区域的大小应该是$\lesssim 3\times 10^{14}$厘米。耀斑的辐射热光度也强烈地限制了能量收支，并且与由磁星自旋下降提供动力的中心发动机的后期活动不一致。我们提供了一个简单的玩具模型，根据这个模型，耀斑是由一个适度的洛伦兹因子（几十而不是几百）的外流产生的，这个外流或多或少与产生瞬发伽马射线发射的高度相对论性喷流同时发射。“较慢”的流出物在到达光球层时产生耀斑。有了这样一个组成部分，自然就能解决本报告所述耀斑给观测带来的挑战。
2016-01-05 astro-ph.HE
Photospheric Emission in Gamma-ray Bursts: Variability
一般认为，在伽马射线暴（GRB）中，光球辐射的变异性与喷流功率的变异性有关。本文进一步研究了可变喷流中光球辐射的变化。通过设置一个常数$η$（喷流的无量纲熵），我们发现光球辐射的光变曲线在喷流功率的时间剖面上显示出“跟踪”模式。然而，相对可变性是显着较低的光球发射相比，在喷流功率。当$η$为遗传变量时，光球辐射的变异性不仅受喷流功率的限制，而且受$η$的强烈影响。它变得复杂，并且通常不同于喷气动力。另外，光球辐射在不同光子能量下的变化也可能是相反的相位。我们还发现，相对可变性并不保持不变的光子能量与一个明显的减少，在一定的能量。这与GRB 090902 B的分析是一致的，其中在很宽的能量范围内检测到了可观的热分量。对于其他几个伽玛暴耦合的热分量，我们保守地评估的热和非热辐射的变化，分别。我们的研究结果表明，热发射的相对变化可能是可比的，这些突发的非热发射。另外，对GRB~ 120323 A的分析表明，光球辐射的变化可能与非热辐射的变化相反。
2020-06-29 astro-ph.HE
The extremely high peak energy of GRB 110721A in the context of a dissipative photosphere synchrotron emission model
对GRB 110721 A的费米观测（Axelsson等人，2012年）显示，在瞬发辐射的第一时间仓中有一个异常高的峰值能量，约为15 MeV。我们发现，解释是不太可能的内部冲击模型，并确认一个标准的黑体光球模型也不符合。我们表明，耗散光球同步加速器模型，从极端的磁主导的重子为主的动力学，另一方面，能够容纳这样高的峰值。
2012-11-12 astro-ph.HE
Varying Faces of Photospheric Emission in Gamma-Ray Bursts
在费米伽玛射线太空望远镜观测到的1000多个伽马射线暴中，有很大一部分显示出与非热辐射不一致的窄而硬的光谱，这意味着光球层的光学厚辐射。然而，这些爆发中只有少数具有与纯普朗克函数一致的光谱。我们将讨论在这些伽玛暴以及在显示多分量光谱的光球发射的观测特征。我们解释的观测结果在光亚光球耗散，几何加宽和多区发射的模型，并显示我们可以了解的耗散机制和性质的伽玛暴喷流。
2015-02-11 astro-ph.HE
Photospheric Polarization Signatures From Long Gamma Ray Burst Simulations
对伽马射线暴（GRB）的全面了解一直是难以捉摸的，因为围绕这些事件中起作用的辐射机制存在各种各样的问题。伽玛暴的偏振测量可以在很大程度上限制相关的辐射机制和伽玛暴喷流的结构，但是，有一个有限数量的理论预测，观察到的伽玛暴偏振可以进行比较。在这里，我们进行辐射转移计算的一组二维相对论流体动力学长伽玛暴（LGRB）喷流模拟，一个恒定的和一个可变的喷流，使用Monte Carlo辐射输运（MCRaT）代码。MCRaT已被增强的列入极化，它已首先通过复制各种文献中的结果进行了验证，然后用于获得时间积分和解决的偏振度和角度的合成LGRB。虽然获得的时间积分偏振度{（$\lesssim 1$ \%）}与POLAR实验的约束一致，但由于我们使用的模型射流剖面中缺乏强梯度，它们低于其他理论研究。时间分辨结果表明，在光变曲线的最亮部分，轴上观测到的具有宽喷流的伽玛暴将具有小的偏振度（$\lesssim 2\%$）和{恒定偏振角}。离轴观测到的伽玛暴具有较大的偏振度和偏振角，偏振度和偏振角随外流辐射壳层的时间结构而变化。然后，我们把我们的结果的背景下，伽玛暴即时发射模型和未来的LEAP和POLAR-2伽玛暴偏振探测。
2020-06-03 astro-ph.HE
The Hardness-intensity Correlation of Photospheric Emission from a Structured Jet for Gamma-Ray Bursts
对于许多伽马射线暴，硬度-强度关联（HIC）可用幂律函数$E_{\rm p}\propto F^κ$来描述，其中$E_{\rm p}$是$νF_ν$谱的峰值能量，而$F$是瞬时能流。本文研究了结构喷流非耗散光球辐射在不同区域的HIC。引入了一个中间光球，它包含了不饱和和饱和的排放量，我们发现，在这种情况下，积极的$κ<1/4$。同样的结论也可以推广到没有磁耗散的混合喷流的光球辐射，或者有亚光球磁耗散和完全热化的混合喷流的光球辐射。这可能意味着在观测到的$κ$分布中，峰值在$\sim1/2$的贡献主要来自同步辐射源的γ暴的瞬发辐射。此外，中间光球层的辐射可以产生比不饱和区更小的低能光子指数$α$，并在伽玛暴脉冲中自然地再现$α-E_{\rm p}$中的反关联。
2022-04-15 astro-ph.HE
Evidence for a Photospheric Component in the Prompt Emission of the Short GRB120323A and its Effects on the GRB Hardness-Luminosity Relation
短GRB 120323A具有费米/GBM探测到的最高通量。在这里，我们研究其显着的光谱特性和它们的演变使用两个光谱模型：（i）一个单一的发射组件的情况下，光谱是由经验带函数建模，和（ii）一个两个组件的情况下，热（类普朗克）发射同时观察到的非热组件（带函数）。我们发现，后者模型拟合的综合爆发谱显着优于前者，并且它们各自的光谱参数是显着不同的：当只与带函数拟合时，事件的Epeak是异常软的短GRB，而添加热分量导致更典型的短GRB值。我们的时间分辨光谱分析产生了类似的结果。我们认为双组分模型是GRB 120323A的首选解释，基于：（i）双组分方案的能带函数参数的值和演变，这对于短GRB更典型，以及（ii）当我们采用双组分模型拟合时，在数据中出现了显着的硬度-强度相关性，通常在GRB中发现;在仅限频带的拟合中不存在相关性。GRB 110721 A是一个长时间爆发，具有强烈的光球辐射，表现出完全相同的行为。我们的结论是，GRB 120323A有很强的光球辐射贡献，第一次在短GRB观察到。磁耗散模型很难与这些结果相一致，相反，这些结果有利于光球热发射和快速冷却的内部冲击同步辐射。最后，我们利用一个更大的伽玛暴集合L，i =（1.59 +/-0.84 <$.10^50（Epeak，i）^（1.33 +/-0.07）erg/s），在源坐标系中导出了一个可能具有普适性的硬度-光度关系，它可以作…
2013-04-07 astro-ph.CO 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
A $6.37\,{\rm Hz}$ quasi-periodic oscillating photospheric emission in GRB~240825A
本文首次在GRB 240825A的热辐射中探测到6.37 Hz高置信度QPO，结合非热成分的0.67 Hz QPO，提出喷流螺旋结构导致视角周期性变化来解释该现象。
2025-07-22 astro-ph.HE
Photospheric Prompt Emission From Long Gamma Ray Burst Simulations -- II. Spectropolarimetry
虽然伽马射线暴（GRB）已经被探测了几十年，但由于缺乏对这些事件产生高能辐射闪光或瞬发辐射的辐射机制的了解，阻碍了GRB作为高能天体物理过程探测器的充分利用。虽然有多个模型试图描述即时发射，但每个模型都可以调整以解释伽马和X射线能带中观察到的GRB特性。一个能量范围，尚未充分探讨的目的，即时发射模型比较是光学波段，特别是关于偏振。在这里，我们使用改进的MCRaT代码来计算预期的光球光学和伽马射线偏振签名（分别为$Π_\mathrm{opt}$和$Π_γ$）从一组两个相对论流体动力学长伽玛暴模拟，模拟恒定和可变的射流。我们发现，时间分辨的$Π_\mathrm{opt}$可以是大的（$\sim 75\%$），而时间积分的$Π_\mathrm{opt}$可以是较小的，由于在伽玛射线暴喷流中的光子起源的不对称积分; $Π_γ$遵循类似的演变为$Π_\mathrm{opt}$具有较小的偏振度。我们还表明，$Π_\mathrm{opt}$和$Π_γ$与每个能量范围内的观测结果非常一致。此外，我们根据它们在米德关系中的位置对伽玛暴的预期极化进行了预测。虽然可以改进我们的分析和预测，他们表现出的洞察力，全球辐射转移模拟伽玛暴喷流可以提供相对于当前和未来的观测。
2021-12-04 astro-ph.HE
The time-resolved spectra of photospheric emission from a structured jet for gamma-ray bursts
在许多费米伽马射线暴（GRB）中发现的准热成分意味着光球辐射确实对许多GRB的瞬发辐射有贡献。但用能带函数或截止幂律经验拟合的观测光谱，特别是光谱和峰值能量（$E_{p}$）的演化是否能用光球发射模型单独解释，还有待进一步讨论。在这项工作中，我们详细研究了光球发射的时间分辨光谱和$E_{p}$演变的结构射流，具有内恒定和外减小的角洛伦兹因子的配置文件。此外，一个连续的风与时间相关的风光度已被认为是。结果表明，光球在峰值附近的光谱类似于幂律截止光谱。该光谱可以具有观测到的平均低能光谱指数$α$ $ \sim -1$，并且我们的光球模型中的低能光谱指数的分布与观测到的（$-2\lesssim $ $α\lesssim 0$）相似。此外，衰变阶段的两种谱演化（以核宽（$θ_{c}$）为间隔）分别与几个Fermi多脉冲和单脉冲伽玛暴的时间分辨谱分析结果一致。对于光球模型，我们也能很好地再现观测到的两种$E_{p}$演化模式。因此，通过考虑光球发射的结构喷流，我们再现的观测以及最适合的截止幂律模型的峰值通量谱或时间积分谱的伽玛暴。
2019-08-30 astro-ph.HE
The photospheric origin of the Yonetoku relation in gamma-ray bursts
长时间的伽马射线暴（GRB）是自宇宙大爆炸以来最明亮的事件，被认为起源于从大质量恒星包层中爆发出来的超相对论性喷流。尽管经过几十年的研究，仍然没有就其排放机制达成共识。一个尚未解决的问题是在观测中发现的光谱峰值能量Ep和峰值光度Lp之间紧密相关的起源。这种Yonetoku关系是发现的伽玛射线暴发射的瞬发相的属性中最紧密的相关性，提供了最好的诊断辐射机制。在这里，我们提出了三维流体动力学模拟，和后处理的辐射传输计算，光球发射的相对论性喷流。我们的模拟再现Yonetoku关系作为视角的自然结果。虽然喷流动力学敏感地依赖于光度，但Ep-Lp相关性无论如何都成立。这一结果有力地表明，光球辐射是伽玛暴瞬发相的主要成分。
2019-04-03 astro-ph.HE
Photospheric emission throughout GRB 100507 detected by Fermi
具有黑体光谱的伽马射线暴只是少数，在大多数情况下，这种光谱分量伴随着占主导地位的非热的。Batse探测到的只有四个爆发在整个持续时间内具有纯黑体光谱。我们提出了新的情况下，伽玛暴100507探测器上的费米卫星。GRB 100507在整个瞬发期间（~30 s）都有黑体光谱。黑体温度在25和40 keV之间变化。通量在1 e-7和4 e-7 erg/cm 2 s之间变化。没有明确的证据表明温度和黑体通量之间的相关性。如果GRB 100507中的热辐射是由于火球变得透明，我们可以估计对应于这种转变的半径R_T和体洛伦兹因子Gamma_T以及火球产生的半径R_0。我们将这些参数与其他四个纯黑体光谱爆发的参数进行比较。除了一个外，在辐射效率和源距离的基本假设下，R_0~ 1 e ~（9 - 1 e）10 cm，即比几个太阳质量的黑洞的引力半径大得多。考虑到R_0对未知参数的依赖性，对这种明显不一致的可能解决方案进行了初步讨论。或者，如此大的R_0可能是火球，仍然不透明，将其大部分动能转化为内能（由于与祖星遗留的一些物质的碰撞）并开始重新加速的地方。
2013-05-14 astro-ph.HE
Photospheric Emission in the Joint GBM and Konus Prompt Spectra of GRB 120323A
GRB 120323 A是一个非常强烈的短伽马射线暴（GRB），在其瞬发伽玛射线发射阶段同时被费米伽玛射线太空望远镜上的伽马射线暴监测器（GBM）和Wind卫星上的Konus实验探测到。GBM和Konus在keV-MeV范围内工作，然而，GBM范围更宽，朝向伽马射线谱的低和高部分。对这种明亮事件的分析提供了一个独特的机会来检查数据分析的一致性，以及交叉校准两个仪器。我们进行了时间积分和粗的时间分辨光谱分析的GRB 120323 A即时发射。我们的结论是，GBM和Konus数据的分析是一致的，只有当使用双峰光谱形状的两个数据集;相反，单峰的经验带函数，传统上用于拟合伽玛暴提示发射光谱，导致GBM和Konus分析结果之间的显着差异。我们的双峰模型是一个热的类和非热组件的组合。我们解释的第一个组成部分作为一个自然的表现形式的射流光球发射。
2017-03-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Exploring Gamma-Ray Burst Diversity: Clustering analysis of emission characteristics of Fermi and BATSE detected GRBs
本研究用嵌套高斯混合模型对Fermi和BATSE的GRB数据聚类，分出四类并分析其辐射机制与前身星起源，揭示了GRB在多方面的多样性。
2024-02-23 astro-ph.HE
Photospheric Prompt Emission From Long Gamma Ray Burst Simulations -- III. X-ray Spectropolarimetry
本文利用MCRaT辐射转移代码模拟长伽马射线暴光球层模型，计算X射线分光偏振特征，发现X射线光变曲线的T90是中心引擎活跃时间的最佳诊断量，并成功再现GRB240315C观测特征，为未来X射线分光偏振测量提供预测。
2024-08-09 astro-ph.HE
Sub-photospheric turbulence as a heating mechanism in gamma-ray bursts
我们研究了湍流在提供伽马射线暴（GRB）发射中的可能作用。由于流体动力学或电流驱动的不稳定性，伽玛射线暴喷流中可能产生湍流。喷流携带密集的辐射，湍流级联可以被康普顿阻力阻尼，通过散射将流体动能传递给光子。我们确定了湍流耗散的两种机制：（1）“粘性”-湍流级联是康普顿阻尼的尺度$\ell_{\rm damp}$大于光子平均自由程$\ell_\star$。然后湍流能量通过$\ell_\star<\ell_{\rm damp}$尺度上的光滑剪切流通过体康普顿化传递给光子。(2)“无碰撞”-级联避免了康普顿阻尼，并扩展到比$\ell_\star$小得多的微观等离子体尺度。无碰撞耗散激发等离子体粒子，这些粒子辐射接收到的能量;耗散的功率如何在粒子之间分配需要进一步研究动力学模拟。我们表明，耗散制度的切换从粘性到碰撞射流膨胀过程中，在射流光学深度取决于湍流的振幅的临界值。湍流伽玛暴喷流预计会发射非热光球辐射。我们的分析还提出了在以前的工作中讨论的黑洞吸积盘湍流康普顿化的修订。
2018-10-04 astro-ph.HE
Photospheric Emission in Gamma-Ray Bursts
在过去的几年里，我们对伽马射线暴（GRB）瞬发辐射物理学的理解取得了重大突破，认识到热分量伴随着整个非热瞬发光谱。这个热部分本身是重要的，因为它提供了对最里面的流出区域的物理学的直接探测。它还具有间接的重要性，作为逆康普顿散射的种子光子的来源，因此它也有助于非热部分。在这篇简短的评论中，我们强调了最近的一些关键发展。从观测上看，虽然到目前为止，它被清楚地确定只有在少数爆发，有间接证据表明，热成分存在于一个非常大的比例，可能接近100%的伽玛暴。从理论上讲，热分量的存在作为伽玛暴物理的一种探测手段，有着广泛的意义。一些令人惊讶的影响，包括它的使用作为探针的射流动力学，几何形状和磁化。
2016-03-16 astro-ph.HE
Identification and properties of the photospheric emission in GRB090902B
费米伽马射线太空望远镜观测到明亮而长的GRB 090902 B，红移z = 1.822。大面积望远镜（LAT）和伽马射线暴监测器（GBM）一起覆盖了从8 keV到>300 GeV的光谱范围。在这里，我们表明，迅速爆发光谱是一致的，从喷流光球结合非热辐射的发射由一个单一的幂律与光子指数-1.9。光球层产生了一个强的准黑体光谱，它比单一的普朗克函数略宽，特征温度约为290 keV。我们推导出光球半径Rph =（1.1 \pm 0.3）× 10^12 Y^{1/4} cm和流的体积洛伦兹因子，发现它的变化系数为2，最大值为γ = 750 Y^{1/4}。这里Y是火球的总能量和伽马射线发射的能量之比。我们发现，在第一季度的提示阶段的光球发射占主导地位，这解释了延迟发病的LAT相比，GBM的观测通量。我们用多色黑体模拟光球的辐射，其形状表明光球半径在高纬度地区增加。我们将宽带发射解释为R ~ 4 × 10^15 cm的同步辐射。我们的分析强调了具有高的时间分辨率进行光谱分析时，伽玛暴的重要性，因为有很强的光谱演化。
2009-12-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
The peculiar physics of GRB 170817A and their implications for short GRBs
与LIGO双星中子星合并事件GW170817相关的GRB170817A的意外发现对目前对短伽马射线暴（GRBs）发射物理的理解提出了挑战。事件的低光度，但类似的峰值能量相比，标准的短伽玛射线暴是很难解释与目前的模型，挑战我们的理解伽玛射线暴的排放过程。发射模型调用同步辐射从电子加速冲击和光球发射是特别具有挑战性的解释，这爆发。
2017-10-22 astro-ph.HE
What can we learn from "internal plateaus"? The peculiar afterglow of GRB 070110
背景：伽玛暴瞬发的起源一直备受争议。建议的方案涉及以上或以下的超相对论外流光球耗散过程。目的：我们搜索的观测功能，将有利于一个场景的其他约束的耗散半径，外流磁化或通过指示存在的冲击。突发显示的特殊性可以强调一个特定的物理成分的作用，这在某些情况下变得更加明显。研究方法：我们研究了GRB 070110，它在早期的余辉中表现出几个显著的特征：一个非常平坦的平台，以一个非常陡峭的下降结束，紧接着是一个颠簸。我们模拟高原光球发射从一个长期持久的流出的中等洛伦兹因子（$Γ\sim 20$）落后于超相对论（$Γ> 100$）喷出物负责的提示发射。我们计算的能量耗散的正向和反向冲击，从这个喷出物的减速由外部介质。结果如下：假设流中发生了一些耗散，那么来自长期外流的光球发射可以解释高原特性（光度和光谱）。光球半径的几何时间尺度是如此之短，以至于在平台结束时观察到的下降可能对应于中央引擎的关闭。随后的碰撞是由反向激波中耗散的能量引起的，当速度较慢的物质在减速后赶上最初速度较快的物质时，反向激波就产生了。结论：我们的解释表明，瞬相是由于光球上方的耗散，而高原有一个光球的起源。如果隆起是由反向冲击产生的，则它意味着较慢材料的磁化强度的上限（$σ\lesssim 0.1$）。
2017-05-10 astro-ph.HE
Radiation-mediated shocks in GRB prompt emission
针对伽马射线暴辐射机制的长期争议，本研究利用Kompaneets RMS近似建模辐射介导激波的亚光球耗散，发现模拟光谱的低能指数分布与观测相符，支持耗散光球层模型可解释伽马暴瞬时辐射特性。
2024-03-06 astro-ph.HE
Spectral components in the bright, long GRB 061007: properties of the photosphere and the nature of the outflow
我们提出了一个时间分辨光谱分析的明亮，长GRB 061007（z=1.261）使用雨燕BAT和朱雀WAM数据。我们发现，即时发射的GRB 061007可以同样很好地解释了光球组件连同幂律的带函数，我们探讨了前一个模型的影响。光球的组成部分，我们的模型与多色黑体，占主导地位的排放，并有一个非常稳定的形状在整个爆发。这个分量为在爆发中看到的硬度-强度相关性提供了一个自然的解释，也使我们能够估计光球层的体积洛伦兹因子和半径。幂律分量在高能量下主导拟合，并且具有几乎恒定的斜率-1.5。我们讨论的可能性，这部分是相同的起源最近观察到的一些费米LAT爆发的高能幂律。
2011-02-23 astro-ph.HE
Photospheric emission from stratified jets
我们探讨光球分层的双组分射流，其中一个高度相对论脊柱外流包围了一个更广泛的和较少的相对论鞘外流的排放。热光子被注入高光学深度的区域，并传播，直到它们在光球层逃逸。由于在脊和鞘区域的边界处存在速度剪切（洛伦兹因子），一部分注入的光子经由类费米加速机制被加速，使得在所得光谱中形成高能量幂律尾。特别是，我们表明，如果速度剪切与一个相当大的变化，在体洛伦兹因子存在，观测到的伽马射线暴（GRB）光子谱的高能量部分可以解释由这种光子加速机制。我们还表明，加速光子也可以解释在一些特殊的爆发中看到的类热峰的凸起上方的额外硬幂律分量的起源（例如，GRB 090510、090902B、090926A）。结果表明，考虑外流的时间演化时，由于多温度效应，时间积分谱也能一致地再现伽玛暴的低能谱。最后，我们表明，经验的Ep-Lp关系可以解释个别来源的流出性质的差异。
2013-08-26 astro-ph.HE
Photospheric Prompt Emission From Long Gamma Ray Burst Simulations -- I. Optical Emission
由于我们对产生瞬发辐射的辐射机制的认识不完全，很难对伽马射线暴（GRB）有一个完整的认识。这种辐射在GRB的前几十秒内被探测到，通常由硬X射线和伽马射线光子主导，尽管也有几十次即时光学探测。这些光学探测有可能区分合理的即时发射模型，如光球和同步加速器激波模型。在这项工作中，我们使用一个改进的MCRaT代码，其中包括循环同步辐射发射和吸收，光球模型下进行辐射转移计算从光学到伽马射线能量。计算使用一组二维相对论流体动力学长伽玛射线暴射流模拟，包括恒定和可变的射流。我们预测的光学和伽马射线的光变曲线作为观察者的角度和射流的可变性的函数之间的相关性，并发现，应该有非常暗淡的光学提示大视角的前体。此外，检测到的光发射起源于密集区域的流出，如冲击界面和射流茧界面。我们的研究结果还表明，光球模型是不能占目前的一套光学即时检测已经取得和额外的辐射机制，需要解释这些即时的光学观测。这些发现表明了利用流体动力学计算的喷流结构进行全球辐射转移模拟的重要性。
2021-09-06 astro-ph.HE
Two distinct phases in the first 13 seconds of GRB110731A prompt emission
在这项工作中，GRB 110731 A的时间分辨BAT/GBM/LAT联合光谱分析表明，在GBM触发的即时阶段和长达13秒后，在即时发射的非常早期阶段，发射机制最接近标准火球模型。这个模型高估了光球的热辐射，并用来反驳观测。不同能带的光变曲线揭示了两种可区分的相，它们可能来自不同的区域。首先，我们有一个早期阶段，这是没有检测到的LAT，并占主导地位的较低的能量，这是来自光球的排放没有任何排放涉及的耗散机制，其特点是低洛伦兹因子和高辐射效率。随后是一个较晚的阶段，具有更复杂的结构，在所有能带中明显遵循相同的轨道，并归因于内部冲击的排放。这种爆发是一个很好的候选人，研究热和非热发射，因为这两个阶段可以清楚地分离在光曲线和光谱。在第二阶段，洛伦兹因子的快速变化和相对远离中心发动机的光球半径值更符合重子喷流中的碰撞加热机制。在其他探测器的帮助下，通过组合更多的波长可以获得更多的信息。
2013-05-17 astro-ph.HE
GRB 110721A: photosphere "death line" and the physical origin of the GRB "Band" function
伽马射线暴（GRB）的瞬发辐射谱通常有一个占主导地位的分量，它可以用唯象的“带”函数很好地描述。这一光谱成分的物理起源是有争议的。虽然传统的解释是同步辐射的非热电子加速内部冲击或磁耗散区，在社会上的一个日益增长的趋势是解释这一组成部分作为修改热辐射从一个伽玛射线暴火球耗散光球。我们分析了用{ \em Fermi} GBM和LAT探测到的GRB 110721 A的含时谱，特别注意了峰值能量$E_p$的快速演化。在$E_p - L$平面上定义了一条热控耗散光球辐射的“死亡线”，并证明了GRB 110721 A的$E_p$在最早期具有很高的$E_p \sim 15$ MeV，超过了“死亡线”。连同发现，一个额外的“肩”组件存在于这个突发是一致的光球起源，我们建议，至少对于某些突发，“带”组件是不是从耗散光球，但必须调用非热起源（如同步加速器或逆康普顿）在光学薄区域的伽玛暴外流。我们还认为，快速的“硬到软”光谱演变与光学薄区域中以磁为主的外流中磁能的快速释放是一致的。
2012-09-18 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
On the neutrino non-detection of GRB 130427A
最近的伽马射线暴GRB 130427 A具有各向同性的电磁能$E^{iso}\sim10^{54}$ erg，这表明光强子相互作用的目标光子供应充足，在其低红移$z\sim0.34$似乎使其成为中微子探测的有希望的候选者。然而，IceCube合作报告了基于即时发射阶段的搜索的空结果。我们发现，这种中微子的非检测可以提供有价值的信息，这种伽玛暴的关键物理参数，如发射半径$R_{d}$，体洛伦兹因子$Γ$和能量分数转换成宇宙射线$ε_{p}$。在模型无关的方式和内部冲击模型（IS），重子光球模型（BPH）和磁光球模型（MPH）的具体方案的结果进行了讨论。我们发现，磁光球模型的约束是最严格的，但内部冲击和重子光球模型的约束是相当温和的。
2013-06-16 astro-ph.HE hep-ph
A Photosphere-Internal Shock Model of Gamma-Ray Bursts: Case Studies of Fermi/LAT Bursts
径向不均匀的伽马射线暴（GRB）喷流释放可变的光球辐射，并可能有内部冲击发生在光球之上。我们建立了一个包含内激波中电子（和正电子）的康普顿上散射光球（UP）辐射的GRB光球辐射模型，发现在<1 MeV时光球辐射可能对应于传统的（能带）辐射，在> 10 MeV时UP辐射可能对应于Fermi/LAT观测到的高能辐射。在某些情况下，这两种成分可以在光谱中分离，或者在其他情况下可以模拟平滑的宽带光谱。我们将我们的配方应用于研究充分的长和短LAT GRB，GRB 080916 C，GRB 090902 B和GRB 090510，通常会找到合理的参数来拟合时间分箱光谱，尽管需要微调几个参数。所观察到的延迟的高能量发射相对于兆电子伏的排放是大的相比，可变时间是不太可能是由于简单的运动学效应的非演变射流。这些延迟可能归因于射流的物理参数的时间演化，因此延迟时间尺度可以提供一个潜在的工具，用于研究伽玛暴射流本身及其祖先的结构。由费米数据推断的长短暴延迟时标的差异可能是由于长短暴的前身源不同。这个模型的其他一些属性和后果进行了讨论，包括时间之间的相关性提示光学，软X射线，以及不同的高能量分量以及带分量。
2011-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Monte Carlo simulations of the photospheric emission in GRBs
利用蒙特卡罗（MC）模拟方法研究了超相对论球对称外流中光子的退耦。对于有限宽度的外流，我们确认存在两种机制：Ruffini，Siutsou，Vereshchagin（2011）最近引入的光子厚和光子薄，以下简称RSV。结果表明，在这两种情况下，光子末次散射的概率密度函数有很大不同。我们还获得了光谱和光变曲线。在光子厚的情况下，时间积分谱比普朗克函数宽得多，其形状可以用RSV提出的模糊光球近似很好地描述。在光子薄的情况下，我们确认光子扩散的关键作用，因此去耦的概率密度在扩散半径附近有一个最大值，远低于光球。其光谱呈带状。它是在出流光学厚度较大时产生的，其峰值形成在扩散半径处。
2013-03-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Poynting flux dominated jets challenged by their photospheric emission
在研究喷流，特别是伽马射线暴（GRB）中的喷流时，一个关键的问题是外流的磁化。在这里，我们考虑光球的坡印廷通量为主的外流，当动力学是由磁重联介导的。我们发现，热三粒子过程，负责热化的等离子体，变得低效的半径$r_{\rm sup} \sim 10^{9.5}$ ~cm，远低于光球层，在$\sim 10^{11.5}$ ~cm。$r_{\rm sup}$上方的总光子数守恒与光球下方的康普顿散射相结合，强制电子和光子之间的动力学平衡。这反过来又导致观察到的光子温度的增加，当在光球层解耦等离子体时，光子温度达到$\gtrsim 8$ ~MeV（观察到的能量）。这个结果对自由模型参数的依赖性很弱。我们表明，在这种情况下，预期的热光度是总光度的几个%，因此可以检测到。预测的峰值能量比观测到的大多数伽玛暴的峰值能量高出一个数量级以上，这对这些外流的磁化强度提出了强有力的限制。
2014-10-10 astro-ph.HE
Jet propagations, breakouts and photospheric emissions in collapsing massive progenitors of long duration gamma ray bursts
我们用二维轴对称相对论流体动力学模拟研究了（1）喷流通过快速旋转和坍缩的大质量恒星的包层的传播，这被认为是长持续时间伽马射线暴（GRB）的祖先，（2）爆发和随后膨胀成恒星风，（3）伴随的光球辐射。我们发现，如果信封均匀旋转几乎在质量脱落的限制，其外部最终停止收缩时，离心力变得足够大。然后，另一个冲击波形成，向外传播，并打破了信封进入恒星风。射流和离心冲击波哪一个爆发得早，取决于射流喷射的时机。如果激波爆发由于较晚的注入而较早发生，则喷流传播和随后的光球发射受到很大影响。我们特别注意的观测结果的差异喷射喷射的时间。我们计算光学深度，找到光球的位置，提取密度和温度在适当的延迟时间从流体动力学数据。我们发现，光球辐射的光度和观测温度都比以前的研究报道的要低得多。虽然伽玛暴的光度仍然足够高，但观测到的温度低于米德关系所预期的光谱峰值处的能量。这可能意味着光子和物质之间的能量交换在更深的内部终止，或者一些非热过程正在运行以提高光子能量。
2011-02-18 astro-ph.HE
Testing a model for subphotospheric dissipation in GRBs: fits to Fermi data constrain the dissipation scenario
有人认为，伽马射线暴（GRB）中的瞬发辐射可以用热火球中光球的辐射来描述。这些模型必须通过直接将其与数据拟合来进行测试。在这项工作中，我们使用费米伽玛射线太空望远镜的数据，并考虑一个特定的光球模型，其中动能的低磁化外流耗散本地的内部冲击下面的光球。我们构造了一个表模型与物理动机的参数空间，并适合它的时间分辨光谱的36个最明亮的费米伽玛暴与已知的红移。我们发现，约三分之二的检查光谱不能描述的模型，因为它通常低于预测所观察到的通量。然而，由于样本强烈偏向于明亮的伽玛暴，我们认为，这部分将显着降低时，考虑到整个人口。从成功的拟合，我们发现，该模型可以重现整个范围内的光谱斜率存在于样品中。对于这些情况，我们还发现耗散始终发生在半径为$\sim 10^{12}$ cm处，并且仅需要百分之几的效率。此外，我们发现火球光度与洛伦兹因子之间存在正相关关系。这种相关性先前已通过独立方法报道。我们的结论是，如果伽玛射线暴光谱是由于光球发射，耗散不能只考虑我们在这里的具体情况。
2019-01-21 astro-ph.HE
GRB 200829A: External Shock Origin of the Very Early Prompt Emission?
Fermi-GBM和Swift-BAT/XRT探测到长持续时间GRB~ 200829 A，然后由其他地面望远镜快速观测到。它在非常早期阶段有微弱的$γ$射线发射，随后是明亮的尖峰$γ$射线发射脉冲。极早期发射的辐射光谱最好用指数为$\sim -1.7$的幂律函数拟合。然而，明亮的尖峰$γ$射线脉冲，特别是峰值附近的时间，表现出明显的双分量辐射光谱，即，带函数与黑体辐射谱相结合。采用外流场的初始大小为$r_0=10^9$ ~cm，我们推断了光球的性质，揭示了光球位置的介质磁化。这意味着该脉冲中的带分量可能是在磁场耗散过程中形成的。在极早期瞬发辐射中发现的幂律辐射谱可能暗示了这一阶段的外激波起源。然后，我们对该爆发的光变曲线进行了马尔可夫链蒙特卡罗方法拟合，其中对应于$20$ ~s附近的$γ$射线脉冲的喷流被用来刷新外部冲击。结果表明，在外震情况下，可以很好地模拟极早期相和$40$ ~s后X射线余辉的光变曲线，包括$100$ ~s附近的X射线凸点。对于所获得的初始流出，我们估计的最小磁化系数的射流的事实的基础上，光球发射的射流错过了在非常早期的阶段。
2023-01-03 astro-ph.HE
A generalized method to measure the Lorentz factor from gamma-ray burst photospheric emission
本文提出一种基于光球层发射测量伽马射线暴整体洛伦兹因子 $Γ$ 的广义方法，可适用于高耗散非热谱情形，并在两个 GRB 能谱上验证，分别得到约 15% 不确定度的测量值和上限。
2025-06-11 astro-ph.HE
Radiation Spectrum of the Photospheric Emission for a Turbulent Relativistic Jet
本文研究相对论喷流光球层下方湍流对光球层辐射的影响，发现湍流可将光子散射到高能段，并在光子-电子耦合不完全区域将辐射谱重塑为Band-like谱。
2025-07-21 astro-ph.HE hep-ph
The Connection Between Thermal and Non-Thermal Emission in Gamma-ray Bursts: General Considerations and GRB090902B as a Case Study
光球（热）辐射是伽马射线暴（GRB）“火球”模型所固有的。我们在这里表明，在伽玛射线暴的即时发射阶段的分析包括这个组件自然解释了费米卫星在其整个能带上看到的一些即时伽玛射线暴光谱。亚MeV的峰值被解释为多色黑体发射，和高能量的尾巴，延伸到GeV带，结果从大致相似的贡献同步辐射，同步自康普顿（SSC）和康普顿热光子的高能电子起源后耗散的动能以上的光球。我们展示了这种分析方法如何在一个完整的，自洽的图片的物理条件在两个发射站点的热辐射和非热辐射。我们研究了光谱的热和非热部分之间的联系，并展示了如何从数据推导出自由模型参数的值。我们对GRB 090902 B进行了分析，得到了洛伦兹因子在920 <= η<= 1070范围内，光球半径r_{ph}为7.2 - 8.4 * 10^{11} cm，耗散半径r_γ>= 3.5 - 4.1 * 10^{15} cm。通过与余辉数据的比较，我们推断出大部分的动能被耗散，并且大部分的能量由电子和磁场携带。如此高的δ_d值对“内震”作为伽玛暴主要能量耗散机制提出了质疑。
2011-10-27 astro-ph.HE
High efficiency photospheric emission entailed by formation of a collimation shock in gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）喷流中的主要耗散机制和瞬发辐射的高效率是一个长期存在的问题。一种可能性是弱磁化的相对论性喷流被周围的介质强准直，这可以大大提高光球发射的效率。我们推导出一个简单的分析标准的准直喷流的辐射效率表明，它最强烈地依赖于重子加载。我们通过3D数值模拟证实了这一分析结果，并进一步发现，在准直喉射流和茧材料的混合导致大量分层的流出以及零星的负载，即使注入的射流是均匀和连续的。这种混合的一个结果是辐射效率的强角度依赖性。二是不同流体元素的洛伦兹因子差异较大，导致内震的形成。我们的分析表明，在长和短的伽玛暴的一个突出的光球组件时，无法避免观察到的角度为几度的轴，除非渐近洛伦兹因子被限制的重子加载在喷注底部的$Γ_\infty <100$（与流出功率的弱依赖性）。新创建的对后面的准直冲击光子产生调节观察到的温度在$\sim 50~θ_0^{-1}$ keV，其中$θ_0$是初始射流张开角，在显着的协议与观察到的峰值能量的即时发射光谱。最后讨论了瞬发发射性质的进一步后果。
2019-06-28 astro-ph.HE
Is magnetically dominated outflow required to explain GRBs?
产生伽马射线暴的相对论外流的成分是一个长期存在的悬而未决的问题。支持磁主导外流的主要论点之一是在它们的宽带时间分辨光谱中没有光球成分，例如GRB 080916C。在这里，我们执行一个时间分辨的分析，这个突发，并确认先前检测到的一个额外的频谱分量。我们发现，这个次优势分量是一致的光球的超相对论重子外流，深在海岸制度。我们认为，与以前的声明相反，磁优势的外流是不需要解释这伽玛暴。此外，同时检测高能量的发射在其提示阶段需要从一个区域的发射模型出发。
2022-01-13 astro-ph.HE
GRB Spectrum from Gradual Dissipation in a Magnetized Outflow
伽玛射线暴（GRB）瞬发光谱的建模有时需要一个（准）热谱分量除了带函数。在光球辐射模型中，预计在光球半径$r_{\rm ph}\sim10^{12}\,$ cm处释放一个因次光球耗散而变宽的显著热分量。我们考虑一个超相对论性强磁化外流与条纹风磁场结构进行逐步和连续的磁能耗散在$r<r_s$加热和加速流动，导致大量的洛伦兹因子$Γ(r)=Γ_\infty\min[1,(r/r_s)^{1/3}]$，其中通常$r_{\rm ph}<r_s$。类似的动力学和能量耗散率也预计在高度可变的磁化流出没有条纹/场反转。粒子能量注入的两种模式被认为是：（a）幂律电子，例如加速磁重联，和（b）连续分布加热的所有电子（和$e^\pm$ -对），例如由于MHD不稳定性。时间分辨的能量谱得到使用的数值代码，演变耦合动力学方程的光子-电子-正电子等离子体。我们发现（i）对于红移为$z$的源，热分量峰值在$(1+z)E_{\rm pk}\sim0.2-1\,$ MeV，如果总注入能量密度超过热分量，热分量变为次显性;（ii）幂律电子主要通过同步辐射冷却，而在分布加热方案中，温和的相对论和几乎单能电子通过热峰值光子的康普顿化冷却，（iii）这两种情况都可以在$E_{\rm br}\approx E_{\rm th}$处产生低能突破，以及（iv）在幂律注入情况下，$0.5(1+z)^{-1}\,$ keV X射线…
2020-09-16 astro-ph.HE
Discovery of Smoothly Evolving Blackbodies in the Early Afterglow of GRB 090618 : Evidence for a Spine-Sheath Jet?
GRB 090618是一个明亮的多脉冲GRB。它显示了在初始脉冲以及在早期余辉阶段的热发射的证据。由于\emph{Swift} /XRT的高分辨率光谱数据可用于早期余辉，我们调查的形状和演变的热成分在这一阶段使用的数据从\emph{Swift} /BAT，\emph{Swift} /XRT，和\emph{Fermi} /GBM探测器。BAT和XRT数据的独立拟合揭示了两个温度单调递减的相关黑体。因此，我们研究了合并的数据与模型组成的两个黑体和幂律（2BBPL），模型建议几个明亮的伽玛暴。我们得出2BBPL模型的以下有趣特征：a）相同的模型适用于从瞬发发射中的最后一个脉冲的峰值到余辉发射，b）两个黑体的温度和通量的比率在整个观测中保持恒定，c）黑体温度和通量显示出随时间单调减小，由于BB通量的下降比幂律辐射的下降快约两倍，d）将黑体辐射归因于光球辐射，我们发现光球半径随时间增加非常缓慢，低温黑体比高温黑体具有更大的发射半径。我们发现一些证据表明，潜在的形状的非热发射是一个截止的幂律，而不是幂律。我们画了一个脊柱鞘喷流模型来解释我们的观察。
2015-09-21 astro-ph.HE
The photospheric radiation model for the prompt emission of Gamma-ray Bursts: Interpreting four observed correlations
我们发现经验$E_{\rm p}-L$、$Γ-L$、$E_{\rm p}-Γ$和${\rm \barη_γ}-E_{\rm p}$相关性（其中$L$是即时发射的时间平均光度，$E_{\rm p}$是光谱峰值能量，$Γ$是体洛仑兹因子，$\barη_γ$是伽马射线暴的发射效率）与瞬发γ射线光球辐射模型中预测的相似参数之间的关系是一致的，射线爆发GRB 090902 B的时间分辨热辐射符合$E_{\rm p}-L$和$Γ-L$关联式。在替代模型中，仍然缺乏对这四种相关性的可靠解释。这些事实可能指向某些伽马射线暴的瞬发的光球起源。
2012-06-26 astro-ph.HE
Clustering of gamma-ray burst types in the Fermi-GBM catalogue: indications of photosphere and synchrotron emissions during the prompt phase
人们提出了许多不同的物理过程来解释伽马射线暴（GRB）中的瞬发伽玛射线辐射。虽然有两个爆发的光球和同步辐射源的例子，这些不同的光谱外观还没有推广到大样本的伽玛暴。在这里，我们寻找签名的不同的发射机制，在完整的费米伽马射线太空望远镜GBM目录。我们使用高斯混合模型来聚类爆发，根据它们的参数从带函数（$α$，$β$，和$E_{pk}$）以及它们的通量和$T_{90}$。我们发现了五个不同的集群。我们进一步认为，这些集群可以分为爆发的光球起源（2/3的所有爆发，分为3个集群）和爆发的同步辐射源（1/3的所有爆发，分为2个集群）。例如，主要包含短爆发的星团与光球发射源一致。我们讨论了几个原因，可以确定哪个集群的爆发属于：射流耗散模式和/或射流内容，或视角。
2017-12-05 astro-ph.HE
A GRB and Broad-lined Type Ic Supernova from a Single Central Engine
在Ic型超新星的一个子集（所谓的“宽线Ic”超新星; SNe Ic-BL）中观察到异常高的速度（< ~ 0.1 c）和相应的高动能，促使人们寻找能够产生这种高能爆炸的中心发动机模型。爆炸机制的一个线索可能在于这样一个事实，即所有伴随着长时间伽马射线暴的超新星都属于SN Ic-BL类。利用二维相对论流体力学和辐射输运计算相结合，我们证明，中央发动机负责长伽马射线暴也可以触发一个SN Ic-BL。我们发现，一个合理的伽马射线暴引擎注入剥离沃尔夫-拉叶祖产生一个相对论性喷流的能量约10^51尔格，以及一个SN的合成光变曲线和光谱是完全一致的观测SNe Ic-BL在光球阶段。由于喷流的非对称能量注入，SN光谱和光变曲线依赖于视角。视角对光谱的影响在早期特别明显，而光变曲线的视角依赖性（辐射热光度变化约10%）在整个光球阶段持续存在。
2017-08-08 astro-ph.HE
Bayesian Time-Resolved Spectroscopy of GRB Pulses: $α$-Intensity Correlation
伽马射线暴（GRB）在其光谱演化中表现出不同的行为和趋势。用于理解这些行为的物理起源的方法之一是研究光谱拟合参数之间的相关性。在这项工作中，我们使用了贝叶斯分析方法来适应的时间分辨光谱的伽玛暴脉冲探测的\textit{Fermi} /GBM在其第一个9年的任务。我们研究了单脉冲长爆发（$T_{90}\geq2$ s）。在所有的参数相关性中，我们发现低能幂律指数$α$和能流之间的相关性表现出系统的行为。我们提出了这种行为的观测特性的属性，并解释它的背景下的光球发射模型。
2020-06-06 astro-ph.HE
