麻豆tv

伽马射线暴（GRBs）是宇宙中最为剧烈的电磁爆发现象，其喷流组成是揭示伽马暴能量耗散过程与辐射机制的核心关键，而喷流究竟由重子物质主导还是坡印廷通量主导，以及纯非热谱伽马暴对应的物理起源，始终是伽马暴物理领域长期悬而未决的重要科学问题。明确伽马暴喷流的物质与能量组成，对厘清中心引擎活动、极端条件下的磁能释放与粒子加速过程具有决定性意义。

本文通过对Fermi/GBM观测的88个明亮伽马暴（共计129个爆发脉冲）进行系统性分析，并结合红移测量数据，采用多种模型提取每个脉冲的光谱，包括Band模型、截断幂律模型(CPL)、黑体辐射模型(BB)、非耗散光球模型(NDP)及其组合形式。研究发现其中80个脉冲呈纯非热谱，35个脉冲为混合谱，14个脉冲为热谱。通过聚焦80个纯非热谱脉冲，可抑制伪热辐射成分进而估算磁化因子的下限。在设定光球半径为10¹⁰cm时，发现21个伽马暴中的30个脉冲在光球处的磁化因子下限值超过5，表明至少这些高磁化伽马暴的喷流以poynting流主导。此外，对样本中15个高磁化伽马暴的快速上升指数衰减模型光变曲线进行拟合，发现13个伽马暴的脉冲宽度与能量在能分辨光变曲线中存在显著相关性，这为高磁化伽马暴的坡印廷通量喷流起源提供了独立证据。 

研究工作以“Identifying the poynting-flux-dominated outflow of Fermi GRBs with non-thermal spectrum and its energy-resolved light curve fitting”为题，已被《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》接收发表。

图1. 与kT_max的二维分布图。

图2. GRB 080916C 的光谱和时间分析。(a) 光球层光谱的预测下限（虚线，假设R0=10¹⁰cm）与观测到的非热辐射谱（实线）。(b) GRB 080916C瞬时辐射在不同能量范围内的光变曲线（灰色），以及FRED模型拟合结果（红色实线）。(c) 全局脉冲和子脉冲通过FRED模型拟合得到的脉冲宽度（w）随能量的变化关系，以及幂律拟合结果（红色和蓝色实线）。 

论文作者：常学钊（博士生），吕候军（唯一通讯作者），杜兆巍、杨星（博士生）、梁恩维

论文链接：//doi.org/10.1093/mnras/stag047