伽马射线暴的 TeV 余辉：理论分析与未来观测前景

最近检测到伽马射线暴（GRB）于 TeV 能量下开启了新研究前景，以探究极端条件下的辐射环境和粒子加速机制。本文研究了这些 GRB 的余辉现象——即 GRB 180720B、GRB 190114C、GRB 190829A、GRB 201216C 和 GRB 221009A——在优化相对火球模型框架下对其同步辐射和反森林辐射进行建模。通过将理论模型应用于在中期和晚期观测的 X 射线和 GeV-TeV 能量段的高能辐射，我们对模型参数及其时间演化进行约束。我们的结果揭示了不同 TeV 检测 GRB 之间存在有趣差异，可能反映导致加速负责 GRB 高能辐射的粒子具有不同最大能量 $E_{\text{max}}= \, \gamma_{\text{max}} \, m_e \, c^2$ 的底层物理过程。我们确实获得了依赖于 $\gamma_{\text{max}}$ 的晚期 TeV 余辉不同行为。我们讨论了在数小时至数天的时间尺度上对 X 射线和 GeV-TeV 辐射的余辉观测对于提供诊断 GRB 背后物理过程至关重要，并强调了未来 TeV 观测的理论期望。