High-energy emission from gamma-ray bursts

被引:40
作者
Nava, Lara [1 ,2 ,3 ]
机构
[1] INAF Osservatorio Astron Brera, Via E Bianchi 46, I-23807 Merate, Italy
[2] INAF Osservatorio Astron Trieste, Via GB Tiepolo 11, I-34143 Trieste, Italy
[3] INFN, Sez Trieste, Via Valerio 2, I-34127 Trieste, Italy
来源
INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS D | 2018年 / 27卷 / 13期
基金
欧盟地平线“2020”;
关键词
Gamma-ray burst; nonthermal radiation; high-energy emission; LARGE-AREA TELESCOPE; X-RAY; AFTERGLOW EMISSION; NONTHERMAL EMISSION; SPECTRAL COMPONENT; FERMI OBSERVATIONS; HESS OBSERVATIONS; AGILE DETECTION; LIGHT CURVES; BLAST WAVES;
D O I
10.1142/S0218271818420038
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
The number of gamma-ray bursts (GRBs) detected at high energies (similar to 0.1 - 100 GeV) has seen a rapid increase over the last decade, thanks to observations from the Fermi-Large Area Telescope. The improved statistics and quality of data resulted in a better characterization of the high-energy emission properties and in stronger constraints on theoretical models. In spite of the many achievements and progresses, several observational properties still represent a challenge for theoretical models, revealing how our understanding is far from being complete. This paper reviews the main spectral and temporal properties of similar to 0.1 - 100 GeV emission from GRBs and summarizes the most promising theoretical models proposed to interpret the observations. Since a boost for the understanding of GeV radiation might come from observations at even higher energies, the present status and future prospects for observations at very-high energies (above similar to 100GeV) are also discussed. The improved sensitivity of upcoming facilities, coupled to theoretical predictions, supports the concrete possibility for future ground GRB detections in the high/very-high energy domain.
引用
收藏
页数:47
相关论文
共 123 条
[1]   AN ALL-SKY SEARCH FOR THREE FLAVORS OF NEUTRINOS FROM GAMMA-RAY BURSTS WITH THE ICECUBE NEUTRINO OBSERVATORY [J].
Aartsen, M. G. ;
Abraham, K. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Anderson, T. ;
Ansseau, I. ;
Anton, G. ;
Archinger, M. ;
Arguelles, C. ;
Arlen, T. C. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
Beiser, E. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Boerner, M. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Buzinsky, N. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Cheung, E. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2016, 824 (02)
[2]   GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral [J].
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. D. ;
Acernese, F. ;
Ackley, K. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. X. ;
Adya, V. B. ;
Affeldt, C. ;
Afrough, M. ;
Agarwal, B. ;
Agathos, M. ;
Agatsuma, K. ;
Aggarwal, N. ;
Aguiar, O. D. ;
Aiello, L. ;
Ain, A. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allen, G. ;
Allocca, A. ;
Altin, P. A. ;
Amato, A. ;
Ananyeva, A. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Angelova, S. V. ;
Antier, S. ;
Appert, S. ;
Arai, K. ;
Araya, M. C. ;
Areeda, J. S. ;
Arnaud, N. ;
Arun, K. G. ;
Ascenzi, S. ;
Ashton, G. ;
Ast, M. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Atallah, D. V. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
AultONeal, K. ;
Austin, C. ;
Avila-Alvarez, A. ;
Babak, S. ;
Bacon, P. ;
Bader, M. K. M. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 119 (16)
[3]   FERMI OBSERVATIONS OF GRB 090902B: A DISTINCT SPECTRAL COMPONENT IN THE PROMPT AND DELAYED EMISSION [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Asano, K. ;
Atwood, W. B. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Baring, M. G. ;
Bastieri, D. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Berenji, B. ;
Bhat, P. N. ;
Bissaldi, E. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bouvier, A. ;
Bregeon, J. ;
Brez, A. ;
Briggs, M. S. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Burgess, J. M. ;
Burrows, D. N. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Casandjian, J. M. ;
Cecchi, C. ;
Celik, Oe. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Cominsky, L. R. ;
Connaughton, V. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
d'Elia, V. ;
Dermer, C. D. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Digel, S. W. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2009, 706 (01) :L138-L144
[4]   Search for TeV Gamma-ray Emission from GRB 100621A, an extremely bright GRB in X-rays, with HESS [J].
Abramowski, A. ;
Aharonian, F. ;
Benkhali, F. Ait ;
Akhperjanian, A. G. ;
Anguener, E. ;
Anton, G. ;
Balenderan, S. ;
Balzer, A. ;
Barnacka, A. ;
Becherini, Y. ;
Tjus, J. Becker ;
Bernloehr, K. ;
Birsin, E. ;
Bissaldi, E. ;
Biteau, J. ;
Boettcher, M. ;
Boisson, C. ;
Bolmont, J. ;
Bordas, P. ;
Brucker, J. ;
Brun, F. ;
Brun, P. ;
Bulik, T. ;
Carrigan, S. ;
Casanova, S. ;
Cerruti, M. ;
Chadwick, P. M. ;
Chalme-Calvet, R. ;
Chaves, R. C. G. ;
Cheesebrough, A. ;
Chretien, M. ;
Colafrancesco, S. ;
Cologna, G. ;
Conrad, J. ;
Couturier, C. ;
Dalton, M. ;
Daniel, M. K. ;
Davids, I. D. ;
Degrange, B. ;
Deil, C. ;
deWilt, P. ;
Dicldnson, H. J. ;
Djannati-Atai, A. ;
Domainko, W. ;
Drury, L. O'C ;
Dubus, G. ;
Dutson, K. ;
Dyks, J. ;
Dyrda, M. ;
Edwards, T. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2014, 565
[5]   VERITAS OBSERVATIONS OF GAMMA-RAY BURSTS DETECTED BY SWIFT [J].
Acciari, V. A. ;
Aliu, E. ;
Arlen, T. ;
Aune, T. ;
Beilicke, M. ;
Benbow, W. ;
Bradbury, S. M. ;
Buckley, J. H. ;
Bugaev, V. ;
Byrum, K. ;
Cannon, A. ;
Cesarini, A. ;
Christiansen, J. L. ;
Ciupik, L. ;
Collins-Hughes, E. ;
Connolly, M. P. ;
Cui, W. ;
Duke, C. ;
Errando, M. ;
Falcone, A. ;
Finley, J. P. ;
Finnegan, G. ;
Fortson, L. ;
Furniss, A. ;
Galante, N. ;
Gall, D. ;
Godambe, S. ;
Griffin, S. ;
Grube, J. ;
Guenette, R. ;
Gyuk, G. ;
Hanna, D. ;
Holder, J. ;
Hughes, G. ;
Hui, C. M. ;
Humensky, T. B. ;
Jackson, D. J. ;
Kaaret, P. ;
Karlsson, N. ;
Kertzman, M. ;
Kieda, D. ;
Krawczynski, H. ;
Krennrich, F. ;
Lang, M. J. ;
Madhavan, A. S. ;
Maier, G. ;
McArthur, S. ;
McCann, A. ;
Moriarty, P. ;
Newbold, M. D. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2011, 743 (01)
[6]   Fermi-LAT Observations of the Gamma-Ray Burst GRB 130427A [J].
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Asano, K. ;
Atwood, W. B. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Baring, M. G. ;
Bastieri, D. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Bissaldi, E. ;
Bonamente, E. ;
Bregeon, J. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Burgess, J. Michael ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Cecchi, C. ;
Chaplin, V. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Chiaro, G. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cleveland, W. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Collazzi, A. ;
Cominsky, L. R. ;
Connaughton, V. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
de Angelis, A. ;
DeKlotz, M. ;
de Palma, F. ;
Dermer, C. D. ;
Desiante, R. ;
Diekmann, A. ;
Di Venere, L. ;
Drell, P. S. ;
Drlica-Wagner, A. ;
Favuzzi, C. .
SCIENCE, 2014, 343 (6166) :42-47
[7]   THE FIRST FERMI-LAT GAMMA-RAY BURST CATALOG [J].
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Asano, K. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Bhat, P. N. ;
Bissaldi, E. ;
Bloom, E. D. ;
Bonamente, E. ;
Bonnell, J. ;
Bouvier, A. ;
Brandt, T. J. ;
Bregeon, J. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Burgess, J. Michael ;
Buson, S. ;
Byrne, D. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chaves, R. C. G. ;
Chekhtman, A. ;
Chiang, J. ;
Chiaro, G. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Connaughton, V. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Dermer, C. D. ;
Desiante, R. ;
Digel, S. W. ;
Dingus, B. L. ;
Di Venere, L. ;
Drell, P. S. ;
Drlica-Wagner, A. ;
Dubois, R. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES, 2013, 209 (01)
[8]   MULTIWAVELENGTH OBSERVATIONS OF GRB 110731A: GeV EMISSION FROM ONSET TO AFTERGLOW [J].
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Asano, K. ;
Baldini, L. ;
Barbiellini, G. ;
Baring, M. G. ;
Bastieri, D. ;
Bellazzini, R. ;
Blandford, R. D. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bottacini, E. ;
Bregeon, J. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chaves, R. C. G. ;
Chekhtman, A. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Dermer, C. D. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Drlica-Wagner, A. ;
Favuzzi, C. ;
Fegan, S. J. ;
Focke, W. B. ;
Franckowiak, A. ;
Fukazawa, Y. ;
Fusco, P. ;
Gargano, F. ;
Gasparrini, D. ;
Gehrels, N. ;
Giglietto, N. ;
Giordano, F. ;
Giroletti, M. ;
Glanzman, T. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2013, 763 (02)
[9]   CONSTRAINING THE HIGH-ENERGY EMISSION FROM GAMMA-RAY BURSTS WITH FERMI [J].
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Baldini, L. ;
Barbiellini, G. ;
Baring, M. G. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bottacini, E. ;
Bouvier, A. ;
Brigida, M. ;
Buehler, R. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
de Palma, F. ;
Dermer, C. D. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Drlica-Wagner, A. ;
Favuzzi, C. ;
Fukazawa, Y. ;
Fusco, P. ;
Gargano, F. ;
Gasparrini, D. ;
Gehrels, N. ;
Germani, S. ;
Giglietto, N. ;
Giordano, F. ;
Giroletti, M. ;
Glanzman, T. ;
Granot, J. ;
Grenier, I. A. ;
Grove, J. E. ;
Hadasch, D. ;
Hanabata, Y. ;
Harding, A. K. ;
Hays, E. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2012, 754 (02)
[10]   DETECTION OF A SPECTRAL BREAK IN THE EXTRA HARD COMPONENT OF GRB 090926A [J].
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Asano, K. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Baring, M. G. ;
Bastieri, D. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Berenji, B. ;
Bhat, P. N. ;
Bissaldi, E. ;
Blandford, R. D. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bouvier, A. ;
Bregeon, J. ;
Brez, A. ;
Briggs, M. S. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Carrigan, S. ;
Casandjian, J. M. ;
Cecchi, C. ;
Celik, O. ;
Chaplin, V. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Connaughton, V. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
Dermer, C. D. ;
De Angelis, A. ;
De Palma, F. ;
Dingus, B. L. ;
Silva, E. Do Couto E. ;
Drell, P. S. ;
Dubois, R. ;
Favuzzi, C. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2011, 729 (02)