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解读 GRB 240825A 的物理起源:一个缺乏明亮超新星的长伽马射线暴

高能天体物理现象 2025-08-04 v1

摘要

我们对 GRB 240825A 进行了全面的多波长分析,这是一个由 Fermi 和 Swift 探测到的明亮伽马射线暴 (GRB),其瞬时持续时间 (T90T_{\rm 90} ~ 4 sec,在 50-300 keV 范围内) 接近短暴与长暴的分界线,促使我们对其分类和前身星进行了详细研究。使用经典的瞬时指标(持续时间、最小变化时间尺度 (MVT)、延迟和谱硬度)和现代分类技术(基于机器学习 (ML) 的 t-SNE、支持向量机、能量-硬度-持续时间以及 ϵEγ,iso,52/Ep,z,25/3\epsilon \equiv E_{\gamma,\mathrm{iso},52} / E_{p,z,2}^{5/3}),我们发现 GRB 240825A 表现出混合特征。较短的 MVT (13.830 ±\pm 1.574 ms)、静止系持续时间和基于 ML 的分类表明其具有合并类或模糊的本质,而其能量学和在 Amati 关系上的位置则倾向于坍缩星起源。我们使用 10.4 m GTC 和 8.4 m 双筒 LBT 望远镜,对相关联的超新星 (SN)/千新星 (KN) 及宿主星系进行了深度的光学和近红外测光与光谱晚期搜索。尽管从 GTC 光谱测量中得到的红移为 zz = 0.659,但在严格的极限下(例如,在 17.59 天时 mr>26.1m_r > 26.1 mag)未探测到明亮 SN(如 SN 1998bw)。使用 Prospector 进行的宿主星系 SED 建模表明,这是一个大质量、多尘埃的恒星形成星系——这是坍缩星 GRB 宿主星系的典型特征,尽管其具有较低的 sSFR 和较大的偏移量。我们将这些发现与 GRB 211211A、GRB 230307A、GRB 200826A 等混合事件(包括 SN-GRB)进行比较,得出结论:GRB 240825A 可能起源于大质量恒星坍缩,其相关联的超新星被多尘埃的宿主环境遮蔽,或者是绝对星等 MV_{V} 暗于 -18.0 的低光度 SN。本研究强调了对 GRB 前身星的判定需要多波长跟进和多层级分类。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.00142,
  title  = {Deciphering the Physical Origin of GRB 240825A: A Long GRB Lacking a Bright Supernova},
  author = {Rahul Gupta and Judith L. Racusin and R. Sanchez-Ramirez and Y. Hu and Andrea Rossi and Maria Dolores Caballero Garcia and Pi Nuessle and Alberto J. Castro-Tirado and Samantha Oates and Pragyan P. Bordoloi and Amar Aryan and Simone Dichiara and Peter Veres and Noel Klingler and Nicola Omodei and Elisabetta Maiorano and Donggeun Tak and S. Shilling and Jose E. Adsuara and P. H. Connell and E. Fernandez Garcia and Guillermo Garcia-Segura and Ankur Ghosh and Ersin Göğüs and Francisco J. Gordillo-Vazquez and Maria Gritsevich and Ana M. Nicuesa Guelbenzu and S. Guziy and Lorraine Hanlon and Hendrik van Heerden and Shabnam Iyyani and Antonio Martin-Carrillo and Petrus J. Meintjes and J. Navarro-Gonzalez and T. Neubert and Nikolai Ostgaard and S. B. Pandey and Ignacio Pérez-García and Soebur Razzaque and Eda Sonbas and Si-Yu Wu and Alexei Pozanenko and Alina Volnova and Alexander Moskvitin and Sergey Belkin and O. I. Spiridonova and Otabek A. Burkhonov and Shuhrat A. Ehgamberdiev and E. Klunko and V. Rumyantsev and I. Sokolov and A. Novichonok and Inna Reva and A. Volvach and L. Volvach},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.00142},
  year   = {2025}
}

备注

34 pages, 21 figures, 6 tables, submitted, Comments/Suggestions are very welcome