想了解Gamma射線暴高能余輝輻射物理，有什麽文獻可以推薦一下嗎，最好是綜述？

雖然是一年前的問題，但我搜了一下知乎上講Gamma暴余暉物理的回答和文章都很少（這裏推一下@芳文社著名女演員 的專欄 請問您今天要來點Gamma射線暴嗎？）。我PhD算是專門做這個的（也順手摸了下快速射電暴和重力波），但過去學習的時候感覺很多綜述都沒有寫清楚究竟需要哪些知識作為前置，所以還是為後來人寫一個簡單的入門指南吧。

Gamma暴余暉

一般認為Gamma暴至少有兩種來源：大質素恒星塌縮成黑洞的過程，以及致密天體（黑洞或中子星）的合並過程。Gamma暴余暉是緊接在Gamma暴後的電磁輻射，幾乎在整個天體物理光譜上可見（包括從最左端的射電波段到最右端的TeV波段，盡管TeV是直到2019年才第一次捕捉到）。關於觀測歷史的綜述可以去ARAA找（比如 ^[1] ），這裏不多贅述。

余暉物理的建立大約是在90年代，以Sari et al.的那篇著名的標準模型 ^[2] 為標誌，後面基本都是在這個模型上加料。理論上，一般認為Gamma暴來源於 噴流內部 ，而余暉來源於 噴流和介質的相互作用 ，後者的物理可以粗略分為三個部份：（1）相互作用產生的 激波 ；（2）在激波中被 費米機制加速的電子 ；（3）這些電子的 輻射 以及輻射對遙遠觀測者的 相對論・都卜勒效應 。只要把這三個部份搞清楚，余暉的物理就差不多了。

激波

Gamma暴和原子彈爆炸時產生的激波的物理其實非常相似，只是核爆對應的是非相對論性激波（激波在介質中傳播演化的數學模型又叫做Sedov-Taylor解 ^[3] ；p.s. 要是你知道ST解，要估算核彈當量其實雜誌上的一張圖片足矣，用不著學費米到現場扔紙屑的 ^{[4] [5]} ），而Gamma暴是相對論性激波。想了解後者的物理，幾乎沒有人能繞過這一篇論文：

也就是著名的Blandford-McKee解。實際上Gamma暴模型對激波的處理往往要比BM要簡單得多，但我覺得最起碼你應該知道開頭那三個激波關系（eq.3, 4, 5）以及粗略的BM解（IV-A節的前三段文字）是怎麽來的。

電子加速機制

費米在1949年最早提出「星際介質的磁場會將宇宙線粒子的能量加速成一個冪函數的分布」 ^[6] ，也就是著名的費米加速機制。激波中的費米機制最早是由Bell ^{[7] [8]} ，以及Blandford和Ostriker ^[9] 闡述的。作為入門我推薦去讀Bell的第一篇論文，相對比較友好（有圖）：

Gamma暴模型裏一般會直接假設「被加速的電子能量就是一個冪分布」，然後討論這個分布裏的細節（e.g. 分布中電子能量的最小及最大值，電子輻射對其分布的影響等等）。

輻射機制，相對論 ・ 都卜勒效應

唯 一 指 定 教 科 書

重點是第四章的相對論都卜勒變換（4.8節），第六章的同步輻射，還有第七章的康普頓輻射（取決於你是否關心高能波段）。

到了這裏，你應該可以毫無壓力地拿下Sari et al.的標準模型了

之後還想繼續深入的話，就去看Piran、Mészáros、Kumar和Zhang等人寫的Gamma暴綜述 ^{[10] [11] [12]} （還有上面那篇ARAA），以及Dermer & Menon的那本包羅萬象的High Energy Radiation from Black Holes吧～

參考

1. ^https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2014ARA&A..52...43B/abstract
2. ^https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1998ApJ...497L..17S/abstract
3. ^https://en.wikipedia.org/wiki/Taylor–von_Neumann–Sedov_blast_wave
4. ^https://www.atmosp.physics.utoronto.ca/people/codoban/PHY138/Mechanics/dimensional.pdf
5. ^https://m-a-o.hatenablog.com/entry/2020/12/13/155742
6. ^https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1949PhRv...75.1169F/abstract
7. ^https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1978MNRAS.182..147B/abstract
8. ^https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1978MNRAS.182..443B/abstract
9. ^https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1978ApJ...221L..29B/abstract
10. ^https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2004RvMP...76.1143P/abstract
11. ^https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2006RPPh...69.2259M/abstract
12. ^https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2015PhR...561....1K/abstract