Bright Gamma-Ray Flares Observed in GRB 131108A

M. Ajello; M. Arimoto; K. Asano; M. Axelsson; L. Baldini; G. Barbiellini; D. Bastieri; R. Bellazzini; A. Berretta; E. Bissaldi; R.D. Blandford; R. Bonino; E. Bottacini; J. Bregeon; P. Bruel; R. Buehler; S. Buson; R.A. Cameron; R. Caputo; P.A. Caraveo; E. Cavazzuti; S. Chen; G. Chiaro; S. Ciprini; D. Costantin; S. Cutini; F. d'Ammando; P. de La Torre Luque; F. de Palma; N.Di Lalla; L.Di Venere; F.Fana Dirirsa; S.J. Fegan; A. Franckowiak; Y. Fukazawa; P. Fusco; F. Gargano; D. Gasparrini; N. Giglietto; F. Giordano; M. Giroletti; D. Green; I.A. Grenier; M.H. Grondin; S. Guiriec; E. Hays; D. Horan; G. Jóhannesson; D. Kocevski; M. Kovacevic; M. Kuss; S. Larsson; L. Latronico; J. Li; I. Liodakis; F. Longo; F. Loparco; M.N. Lovellette; P. Lubrano; S. Maldera; A. Manfreda; G. Martí-Devesa; M.N. Mazziotta; J.E. Mcenery; I. Mereu; P.F. Michelson; T. Mizuno; M.E. Monzani; E. Moretti; A. Morselli; I.V. Moskalenko; M. Negro; E. Nuss; M. Ohno; N. Omodei; M. Orienti; E. Orlando; M. Palatiello; V.S. Paliya; D. Paneque; Z. Pei; M. Persic; M. Pesce-Rollins; V. Petrosian; F. Piron; H. Poon; T.A. Porter; G. Principe; J.L. Racusin; S. Rainò; R. Rando; B. Rani; M. Razzano; A. Reimer; O. Reimer; D. Serini; C. Sgrò; E.J. Siskind; G. Spandre; P. Spinelli; H. Tajima; K. Takagi; Donggeun Tak; D.F. Torres; J. Valverde; K. Wood; R. Yamazaki; M. Yassine; S. Zhu; Z. Lucas Uhm; Bing Zhang

doi:10.3847/2041-8213/ab564f

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Bright Gamma-Ray Flares Observed in GRB 131108A

Journal article

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Peer reviewed

Bright Gamma-Ray Flares Observed in GRB 131108A

M. Ajello, M. Arimoto, K. Asano, M. Axelsson, L. Baldini, G. Barbiellini, D. Bastieri, R. Bellazzini, A. Berretta, E. Bissaldi, …

The Astrophysical Journal, Vol.886(2)

2019

DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab564f

Abstract

gamma rays bursts

GRB131108A

GRB 131108A is a bright long gamma-ray burst (GRB) detected by the Large Area Telescope and the Gamma-ray Burst Monitor on board the Fermi Gamma-ray Space Telescope. Dedicated temporal and spectral analyses reveal three γ-ray flares dominating above 100 MeV, which are not directly related to the prompt emission in the Gamma-ray Burst Monitor band (10 keV–10 MeV). The high-energy light curve of GRB 131108A (100 MeV–10 GeV) shows an unusual evolution: a steep decay, followed by three flares with an underlying emission, and then a long-lasting decay phase. The detailed analysis of the γ-ray flares finds that the three flares are 6–20 times brighter than the underlying emission and are similar to each other. The fluence of each flare, (1.6 ∼ 2.0) × 10−6 erg cm−2, is comparable to that of emission during the steep decay phase, 1.7 × 10−6 erg cm−2. The total fluence from three γ-ray flares is 5.3 × 10−6 erg cm−2. The three γ-ray flares show properties similar to the usual X-ray flares that are sharp flux increases, occurring in ∼50% of afterglows, in some cases well after the prompt emission. Also, the temporal and spectral indices during the early steep decay phase and the decaying phase of each flare show the consistency with a relation of the curvature effect ( = 2 + ), which is the first observational evidence of the high-latitude emission in the GeV energy band.

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Details

Title: Bright Gamma-Ray Flares Observed in GRB 131108A
Creators - without role: M. Ajello - Clemson University
M. Arimoto - Kanazawa University
K. Asano - The University of Tokyo
M. Axelsson - AlbaNova
L. Baldini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
G. Barbiellini - University of Trieste
D. Bastieri - University of Padua
R. Bellazzini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
A. Berretta - University of Perugia
E. Bissaldi - Polytechnic University of Bari
R.D. Blandford - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
R. Bonino - University of Turin
E. Bottacini - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
J. Bregeon - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
P. Bruel - École Polytechnique
R. Buehler - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
S. Buson - University of Würzburg
R.A. Cameron - Stanford University
R. Caputo - Goddard Space Flight Center
P.A. Caraveo - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano
E. Cavazzuti - Agenzia Spaziale Italiana
S. Chen - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova
G. Chiaro - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano
S. Ciprini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Roma Tor Vergata
D. Costantin - University of Padua
S. Cutini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
F. d'Ammando
P. de La Torre Luque
F. de Palma - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
N.Di Lalla
L.Di Venere
F.Fana Dirirsa
S.J. Fegan - Laboratoire Leprince-Ringuet
A. Franckowiak - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
Y. Fukazawa - Hiroshima University
P. Fusco - Polytechnic University of Bari
F. Gargano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
D. Gasparrini - Agenzia Spaziale Italiana
N. Giglietto - Polytechnic University of Bari
F. Giordano - Polytechnic University of Bari
M. Giroletti - Istituto di Radioastronomia di Bologna
D. Green - Max Planck Institute for Physics
I.A. Grenier - CEA Paris-Saclay
M.H. Grondin - Centre National de la Recherche Scientifique
S. Guiriec - Goddard Space Flight Center
E. Hays - Goddard Space Flight Center
D. Horan - Laboratoire Leprince-Ringuet
G. Jóhannesson - KTH Royal Institute of Technology
D. Kocevski - Goddard Space Flight Center
M. Kovacevic - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
M. Kuss - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
S. Larsson - AlbaNova
L. Latronico - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
J. Li - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
I. Liodakis - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
F. Longo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
F. Loparco - Polytechnic University of Bari
M.N. Lovellette - United States Naval Research Laboratory
P. Lubrano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
S. Maldera - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
A. Manfreda - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
G. Martí-Devesa - Universität Innsbruck
M.N. Mazziotta - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
J.E. Mcenery - University of Maryland, College Park
I. Mereu - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
P.F. Michelson - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
T. Mizuno - Hiroshima University
M.E. Monzani - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
E. Moretti - Institute for High Energy Physics
A. Morselli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Roma Tor Vergata
I.V. Moskalenko - Stanford University
M. Negro - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
E. Nuss - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
M. Ohno
N. Omodei - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
M. Orienti - Istituto di Radioastronomia di Bologna
E. Orlando - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
M. Palatiello - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
V.S. Paliya - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
D. Paneque - Max Planck Institute for Physics
Z. Pei - University of Padua
M. Persic - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
M. Pesce-Rollins - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
V. Petrosian - Stanford University
F. Piron - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
H. Poon - Hiroshima University
T.A. Porter - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
G. Principe - Istituto di Radioastronomia di Bologna
J.L. Racusin - Goddard Space Flight Center
S. Rainò - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
R. Rando - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova
B. Rani - Goddard Space Flight Center
M. Razzano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
A. Reimer - Stanford University
O. Reimer - Universität Innsbruck
D. Serini - Polytechnic University of Bari
C. Sgrò - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
E.J. Siskind - Real Time Tomography
G. Spandre - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
P. Spinelli - Polytechnic University of Bari
H. Tajima - Nagoya University
K. Takagi - Hiroshima University
Donggeun Tak - University of Maryland, College Park
D.F. Torres - Institute of Space Sciences
J. Valverde - École Polytechnique
K. Wood - Praxis
R. Yamazaki - Aoyama Gakuin University
M. Yassine - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
S. Zhu - Max Planck Institute for Gravitational Physics
Z. Lucas Uhm - Korea Astronomy and Space Science Institute
Bing Zhang - University of Nevada, Las Vegas
Publication Details: The Astrophysical Journal, Vol.886(2)
Identifiers: 9937270209311
Academic Unit: Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Language: English
Resource Type: Journal article
Local Fields: hal-02409905