关于伽玛射线暴磁场的若干思考

关于伽玛射线暴磁场的若干思考 关于伽玛射线暴磁场的若干思考 自然杂志29誊4期特约专稿 关于伽玛射线暴磁场的若干思考 张家铝 中国科学院院士,中国科技大学天体物理中心,合肥250026 关键词7射线暴辐射机制弯曲磁场 伽玛暴火球激波模型虽然从整体上形象地说明了爆发后的过程和主要特征,但近年随着观测的深入,似乎也暴 露出它在有些方面的考虑可能还不完全,例如它采用同步辐射近似,就相当于承认其磁场基本上是一种均匀场,而均 匀场只有单一的一种形态,这无疑就将磁场强弱以外的所有其他重要信息全都抹掉了.尤其在伽玛暴激波中,其密 度,压强等物理量都认为是非均匀的,怎么唯独由扰动机制产生的激波磁场又能看成均匀的呢?! 本文仔细分析了这一问题,认为激波磁场中磁场弯曲引发的辐射可能才是主体部分,火球激波模型在解释某些 最新观测结果时遇到困难,可能正是忽略了这部分辐射的缘故.如果用适合于弯曲磁场的同步一曲率辐射公式,就能 很好地拟合一系列伽玛暴谱,统一解释过去难以说明的高能拐点和能量过剩现象,并对辐射区磁场结构,产生机制 以及激波加速机制做些初步的推断. 由于观测手段的长足进步,20世纪末天文学得到迅 猛发展,特别是宇宙学和高能天体物理.众多新的发 现,给天文学和物理学带来了巨大的挑战和机遇.其中 最重要的当推暗物质,暗能量(darkmatter,darkener— gY)和伽玛射线暴(gammaraybursts)的发现,它们作 为两个最大的谜团留给了21世纪. 暗物质,暗能量的发现根本改变了人们对宇宙组成 以至整个物质世界的看法.目前人们知道它们确实存 在,但不知道它们究竟是什么.伽玛射线爆的影响虽然 比不上暗物质和暗能量深远,但它带给人们的震撼也是 十分巨大的,它的起源和本性至今还是一个谜.伽玛射 线暴是一种高能伽玛射线的爆发现象.它具有极高的 能量,极猛烈的爆发,极短的时标和极其复杂的时间结 构和能谱结构,是宇宙中最剧烈的爆发现象之一.伽玛 射线暴一次爆发释放的能量超过太阳一年所释放能量 的一千亿倍.人们无法想象,怎么可能在如此短促的一 瞬间产生如此巨大的能量. 近年来由丁伽玛射线观测技术的不断进步,对于伽 玛射线暴的频谱,爆发时标,成协情况,多波段观测(7, x,光学,射电等),余辉特征及光变等,都有了比较深入 的了解和分析研究.有些有争议的问题也已基本搞清, 尤其是1997年意大利一荷兰联合发射的BeppoSAX卫 星第一次探测到余辉(afterglow),测出了红移,从而确 认了伽玛射线暴是宇宙学距离上能量巨大无比的一种 恒星级爆发现象,使伽玛射线暴的研究进入列一个崭新 时期,成为国际天文学界和物理学界最热门的研究课题 之一. 伽玛射线暴释放的能量约10引,10尔格秒,但也 存在低能暴(10,10尔格秒),伽玛射线暴的大部 分能量都以30keV到几百万电子伏的光子形式释放, 小部分的能量以余辉的形式释放少量暴里还发现有 能量大于10GeV,甚至达到0,1TeV的高能部分.伽 玛射线暴的原始尺度区大小约为100km,因此它不是星 系层次的现象而只能是恒星尺度的;初始爆发时标约为 毫秒级;重子污染十分小,以保证伽玛射线的转换;而且 它可与超新星及星系恒星区的活动相关联. 现已发现的伽玛射线暴约3000余个,持续时间从 10s,10.s,持续时间长于2s的,称为长暴,约占 3/4;而持续时间短于2s的,称为短暴,约占1/4.所有 长暴都有x射线余辉,但只有一半探测到光学或射电余 辉.BeppoSAX卫星发现的余辉全部都是长暴的.不过 2004年11月20日发射的Swift卫星,已首次观测到了 短暴GRB05059B的x射线余辉,并测定其红移为 0.225.随后又观测到其他几个短暴余辉,给出了短暴 的距离,从而证明它们也是在宇宙学距离上.Swift卫 星还第一次探测到Z=6.29的高红移伽玛射线暴 ORB050904,这对}及早期宇宙的研究是有重要意义的. 伽玛射线暴是宇宙大爆炸之后所知的最猛烈的爆发,而 且是瞬间产生于一个几百公里的极小区域,因此是什么 中心能源机制触发这一爆发?是什么天体能在如此短 促的时间里产生和释放出如此巨大的能量?伽玛射线 暴爆发后其能量是如何辐射出来的?有什么特征?观 ? 187? Chinese./0UrHa[fJ,NatureVo1.29No.4 测到的流量,时标,频谱,光变等是怎样产生的?根据现 有的观测数据又能带给我们什么启示?这都是理论研 究急需搞清的问题. 目前提出的伽玛射线暴中心能源机制模型已超过 200多个,一般它们都能给出10,10尔格/秒的高 能,但似乎还没有一个模型能够完美解释所有观测事 实.因为任何一个关于中心能源机制的模型,除了必须 能够产生伽玛射线暴观测到的巨大能量外,还必须能在 极短时标内发射出来,并产生伽玛射线暴观测得到的相 对论性喷流;对于短暴和长暴,高能暴和低能暴也必须 能够给出解释;而且对伽玛射线暴的产生率(约每个星 系每10年一个),也应很好说明;同时,它必须能够产 生伽玛射线暴观测到的1ms时标的光变和总体持续时 间.对于任何最新观测结果,它都应有合理解释,否则 就要被淘汰.目前有关伽玛射线暴的中心能源机制基 本上还是借用了来自活动星系核,吸积盘和超新星的有 关理论和研究成果构建的.大体可分为两类:一一类认为 伽玛射线暴来自于黑洞附近大质量盘的吸积,而大质量 盘是伴随黑洞形成时产生的,它主要用来说明长暴.另 一 类认为中子星与中子星或者中子星与黑洞并合时产 生的黑洞一吸积盘系统可能是短暴的主流能源机制模 型.目前各种模型很多,谁是谁非,尚无定论.而且这 些模型都还比较"传统",对于伽玛射线暴这一谜团是否 内涵有更多新的物理机理,似乎揭示得还不太够. 对于伽玛射线暴的研究,目前更多的还是研究它爆 发后的种种情况,这方面火球激波模型为大家提供了一 个很好的平台,使人们可以在这个平台上进一步分析各 种观测结果,探究其产生的原因和推断出有关的物理过 程.火球激波模型暂时没有考虑伽玛射线暴中心的能 源机制,它只描绘出了爆发后的图景,不过它已得到大 多数人的认可,被称为标准模型.火球激波模型认为, 伽玛暴爆发时,致密的"中央引擎"可以将喷发出的火球 膨胀速度加速到相对论速度(接近光速),其中快壳层追 上慢壳层时会产生内激波;它在外部介质中减速时要产 生外激波.内激波产生伽玛射线波段的伽玛暴,而外激 波则产生伽玛暴的余辉(图1). 在内激波中,激波将火球膨胀的动能转化成丫射 线,激波加速带电粒子,得到相对论性的幂律能谱;同时 激波的扰动机制产生磁场,在磁场中相对论性带电粒子 通过同步辐射产生伽玛光子.幂律分布的正负电子产 生同步辐射的幂律谱.对一些复杂的伽玛暴谱,为与观 测对比,还常常要引入一些其他机制,例如认为同步辐 射产生的伽玛光子可以通过逆康普顿效应或其他过程 再产生次级光子.余辉的辐射一般认为是来自正向外 ?188? 激波中电子的同步辐射.电子的能谱指数决定了余辉 的光变曲线.有关余辉的理论表明,它的性质主要决定 于抛射物(喷出物)的动能和尺度,与最初的能量起源 (中心引擎)似乎并无关系. 图1火球激波模型不意图 在伽玛射线暴的研究中,伽玛暴谱的研究似乎还是 头等重要的,因为它与中心源的关系更加紧密.通过伽 玛暴谱的研究不但可以提供暴产生的能量,尺度,局域 磁场,粒子能谱分布和加速机制等情况,而且可以提供 暴产生前后的物理环境及膨胀火球的重要信息. 尽管伽玛射线暴的光变曲线相互差异很大,但是它 型却很相近,这就为其辐射机制的研究带来了方 便.伽玛暴谱是非热辐射谱,1994年Katz利用各向同 性入射角的同步辐射谱很好地拟合了一些伽玛暴谱,获 得很大成功,从而使人们普遍认为暴的辐射应是同步 辐射.但是进一步观测表明,大多数暴谱是有拐点和 高能过剩的,其低能(20,100keV的)谱指数与高能 (>10MeV)谱指数差异很大,而且各个暴各不相同. Shaefer合并多颗卫星的观测结果,得到一组20keV, 200MeV的伽玛暴谱,用同步辐射模型都无法解释. 为了克服与观测结果的矛盾,人们按习惯在同步辐射上 加上了康普顿效应来解释.但Ghisellini等人对加入康 普顿机制的做法提出质疑,认为火球模型难以自然产生 这种机制所需的参数.因此,人们又在原同步辐射的基 础上加进了光学厚,自吸收以及电子各向异性入射,均 匀磁场分层等影响来拟合.不过这些努力,人为因素很 多,可调参数很多,而且谱指数的演化没能很好解决. 火球激波模型虽然从整体上形象的说明了爆发后 的过程和主要特征,但随着观测的深入,也暴露了它在 有些方面的考虑可能并不完全,例如它认为伽玛暴激波 中的辐射最初都是来源于相对论性电子的同步辐射,这 就可能是一缺失.因为用同步辐射计算处理,就意味着 激波产生的磁场可看成均匀场,由磁场弯曲引发的辐射 完全可以忽略.但事实是否如此呢?火球激波模型在 解释某些最新观测结果时遇到困难,又似乎表明磁场弯 自然杂志10卷4期特约专稿 曲引发的辐射有时可能还是主体部分,必须考虑.我们 知道,如果采用同步辐射近似,就相当于承认其磁场基 本上都是均匀的,因为同步辐射只适用于均匀场.均匀 场只有一种形态,这样做,无疑就将磁场强弱以外的所 有其他有关磁场的重要信息都抹掉了.尤其在伽玛暴 激波中,其密度,压强等物理蕈都是非均匀的,为什么唯 独由扰动机制产生的磁场又能看成均匀的呢?! 不久前x.L.Deng等人在一篇题为"Gamma—Ray Bursts'SpectraandSynchro—CurvatureMechanism"的论 文中仔细分析了这一问题,他们认为激波磁场中磁场弯 曲引发的辐射不能忽略掉,并用我们提出的同步一曲率辐 射拟合了一组伽玛暴谱,统一解释了过去难以说明的高 能拐点和能量过剩现象[.他们的结果很有说服力的表 明,将伽玛暴激波磁场看成均匀磁场可能是错误的. 同步一曲率辐射(Synchro—CurvatureRadiation)机 制是1995年我和郑广生为了将同步辐射和曲率辐射统 一 成一种机制而提出来的.我们导出了一组包括总功 率,频谱,特征频率及偏振特性在内的普适性公式,不但 解决了弯曲磁场中相对论性粒子的辐射问题,而且将同 步辐射和曲率辐射完全统一到一种更加普遍的新机制 中.我们的新机制提供了一组实用公式,使各种磁场中 相对论性粒子的辐射问题都可以计算和研究,是一组不 受磁场大小和磁场弯曲程度限制,并且适用所有投射角 的普适性公式[!].我们的计算分析表明,在磁场曲率 很大的情况下,如果仍用同步辐射近似处理的话,其总 辐射功率可差2,3个量级,频谱范围相差也很大.x. L.Deng等人充分认识到这点,所以他们放弃了同步辐 射近似,而采用同步一曲率辐射机制重新研究了系列伽 玛暴谱.由于弯曲磁场不同于单一形态的均匀场,其形 态可以多种多样,有偶极场,螺旋场,无规场,涡旋场,丝 管状磁场等等,同步一曲率辐射机制提供了一组原始公 式,可用于讨论和计算各种形态的弯曲磁场中有关的辐 射问题,并已成功用于脉冲星,AGNs等具体研究中. 结果显示,同步一曲率辐射能带来比同步辐射更多得多 的磁场信息.x.L.Deng等人在意识到用同步一曲率 辐射可能是解决问题的途径以后,导出了无规磁场中幂 律电子分布的同步一曲率辐射谱公式,并应用它很好的 拟合了一系列伽玛暴谱l1l.例如GRB930131是由康普 顿伽玛射线望远镜观测到的最亮的伽玛射线暴之一. 它的谱由于有很宽的能量范围,对伽玛射线暴辐射机制 的研究非常重要.如图2所示,Bromm用同步辐射只 能拟合其低能部分,对高能部分无能为力E4].但用同步 一 曲率辐射直到很高的能量都拟合得非常好,特别是高 能部分的拟合尤为贴切(图3). 图2步辐射拟合结果 图3同步一曲率辐射拟合结果 同步一曲率辐射对CGRO观测到的四个伽玛射线暴 的时间平均谱的拟合结果也很好.这几个伽玛射线暴 都是很亮的伽玛射线暴,它们的光子能量范围扩展有3 , 4个量级.而且这些谱中高能部分具有各种不同的谱 指数,用同步辐射根本无法拟合,但用同步一曲率辐射却 能拟合得非常好.而且参数选取基本沿用相应源原来 同步辐射模型的取值,只增加了一个磁场曲率半径p而 已.图4中给出的是对其中GRB910503伽玛射线暴的 拟合结果. 图4对GRB910503的拟合结果 ? 189? (''inese. 7OlgFlldhNatureVo1.29No.4 同步一曲率辐射/f但能够}一分贴}JJ的拟合很多原来 无法解释的伽玛暴谱,而且具有下述其他很多机制部没 有的优点: (1)一伽玛暴谱中难于解释的拐点和高能过剩, 在同步曲率机制中是适当参数下的自然结果.不需要 人为加入任何其他的机制. (2)对每一个确定的伽玛暴谱,蚁有曲率半径p一 个可调参数. (3)其他参数都可采用特征值,曲率半径一般小于 发射区的尺度,大约1(J(),1000cm. (4)电子幂律分布的谱指数P,基本可采用同步辐 射的结果,保证了低能段的吻合. (5)同步一曲率辐射仅有一个可调参数,因此很容易 用它研究了一些伽玛暴谱的演化. 用同步一曲率辐射机制拟合,只有一个可调参数,可 信度应该是较大的,而且它很容易对一些谱做出比较, 因此可用它研究伽玛暴谱的演变.例如,2003年发现的 GRB941017,是一个具有超高能(VeryHighEnergy)伽 玛射线的伽玛暴,其辐射谱的高能段在观测能量范围内 没有看到截断,表明在200MeV以上应该还有辐射,目 前已观测到其能量已达到0.1TeV.GRB941017的谱, 除_r显现其高能谱独特外,观测也给出了在五个不同时 间段时谱的变化,这就给研究谱的演化提供了可能.:在 三个不同能段(30keV,2MeV,2MeV,10MeV,10 MeV200MeV),五个时间段内的流量变化表明,这个 谱的高能部分和低能部分在时间演化性质,谱指数等方 面部有着显着的区别.尽管300keV附近的谱的流量 减小了三个数量级,高能部分流量却保持不变.如果 用同步辐射机制,是难于产生很高能段辐射的,200 MeV以上的超高能伽玛光子是什么机制产生的呢?而 且为什么低能部分随时问大幅度变化时不影响其高能 部分呢? 最容易想到的解释当然还是逆康普顿散射,也有不 少模型先后提出,但康普顿流量是要随着同步辐射的行 为一起变化的,这和观测钊的高能部分和低能部分的流 量随时问独寺演化相矛盾.正因为如此,任何试图用火 球激波中电子的康普顿效应来解释GRB941017高能谱 的模型都难于使人相信.后来又提出各种各样其他解 决方案,但这些模型可调参数太多,没有一个能得到广 泛的认同. 用同步曲率辐射拟合,结果非常好,并叮通过拟合 参数的变化研究其演化.从而对一些物理量的变化规 律也给出明确的限制.图5中给出的是对GRB941017 伽玛射线暴五个不同时间段时谱的拟合结果. 同步一曲率辐射统一拟合了很多伽玛暴谱,特别是 一 些用其他机制难于说明的谱,而且用于余辉的研究也 给出了很好的结果,这说明它较之同步辐射有明显的优 越性.这也就促使我们思考一些更深层次的问题,特别 是磁场的结构,产生机制以及物理特性等,对于激波的 加速机制,我们也希望通过各种拟合结果的分析找出可 能的限定条件,推动对加速机制的认识和研究,最后揭 示出伽玛射线暴一些更深层次的物理规律. 目前对伽玛暴激波磁场的产生尚没有任何完善的 理论,但我们根据对一系列同步一曲率辐射拟合谱的综 合分析,以及对Gonzalez给出的GRB941017五个不同 时间段谱的演化研究,可以得到对内激波磁场形成机制 以及加速机制的新约束条件(内激波产生伽玛暴谱). 只有满足条件的磁场及加速机制才有可能成为深入考 虑的对象. 我们知道,同步辐射拟合给出的约束条件是: r.B/(1+z)为常量,其中r是物质喷流的洛伦兹因 子,z是伽玛暴的红移.7mi为幂律能量分布电子的低 能截断.因此它限定了磁场的大小:内激波磁场?10 G,外激波磁场?10G.根据下面GRB941017五个不 同时间段谱的主要拟合参数(表1)以及对一系列拟合谱 的综合分析,我们可以得到同步一曲率辐射对磁场给出 的新的约束条件:r'y-L~P(1+z)=常量,是参数,以 及p期望值?磁场特征尺度. 表1GRB94017五个不同时间段谱的主要拟台参数 Tjme(S)n,B]Fpr[fBf]!rF3nBf]8PE 一 18to141523()4 『4tO47LJ.62153 47tO8(J6.68.715424213322 8()tO『132.542.()8 I13to211l】.283()()77 其tft,Time是从BATSEtrigger给j的叫巾卜j;r足外流的洛伦兹闻子;.B2=.B/ 10";:P]===/p,10:P是l乜子能琏分的系数;下标i,f分别表示内激波和向前激波 自然杂志29誊4期特约专稿 图5对GRB941017五个不同时间段时涪的拟合结果 这也就给出了对磁场形成机制的新要求.对 GRB930131而言,P期望值=1.43×10cm,Medvedev 和Loeb以前在激波研究中曾指出,相对论性两流体不 稳定性可以在无碰撞激波中产生稳定的无规取向强磁 场.这种Wcibel不稳定性产生的磁场特征尺度和激波 相对论性皮层厚度相当.对内激波而言约为10cm,也 许这种机制可以满足要求. 对GRB941017五个不同时段谱的演化研究,我们 也得到了对内激波加速饥制的限定条件.在拟合参数 【f1,五个时问段电子能谱指数P的取值都是5.4,这表明 辐射谱指数p变化不一定伴随着能谱指数P的变化. 能谱指数是加速机制相关联的,这说明其加速机制比 较稳定.Tavani用同步辐射模型讨论GRB910601时给 出的P等于6,所以5.4的取值是合理的.但用费米机 制模拟给出的指数P=2.2,2.5,这表明标准费米加速 机制不能达到这一要求,内激波加速机制还有待深入考 虑.同时,从拟合参数中可以看出,五个时问段中, I'B3(1+Z)?3.8基本不变,这也就给伽玛暴的磁 场和动力学机制提出了一种更为明确的约束.因为红 移Z是不变的,如果喷流的洛伦兹因子r在这段时问也 基本不变,磁场强度B和曲率半径p就应该满足如下的 变化关系: B=常数. 根据这些限定条件,再加上深入细致的物理分析, ? ')? InvitedSpecialPaper(^ineseJOIlFIIU,fJ/N"tRreVo1.:UNo.4 我们就可以对内激波磁场的大小,结构,产生机制及电 予加速机制进行推测.初步可以认为:GRB941017内 激波磁场特征尺度约为103cm,磁场强度?1T,可能 是一种无规取向的涡旋场,以保证B=常数的关系 成立.根据P期望值?磁场特征尺度的条件,内激波磁 场可能由相对论性两流体不稳定性产生;而且从电子能 谱分布指数的变化来分析,费米加速机制似乎还不是理 想的加速机制,可能需要从物理上寻找更有效的加速机 制.而且演化时辐射谱指数的变化并不一定伴随着电 子能谱指数的变化,说明这种加速机制比较稳定. 磁场的上述属性,除了强度以外,过去是没有人能 提供的.因为一般火球激波模型采用同步辐射近似,就 是将激波磁场看成均匀场,均匀场只有一种形态,对磁 场范围和尺度大小,磁场曲率多少,磁场分布情况等重 要问题都毋须涉及.这样做,无疑将磁场强弱以外的所 有其他有关的重要信息都抹掉了.但用同步一曲率辐射 却必须考虑这些问题,而且我们通过与观测的比对分 析,就有可能了解到磁场多方面的信息,使我们对伽玛 暴磁场的特性有更清楚的认识.而且前两年对3c273 喷流的观测已表明,其中激波产生的磁场不是均匀场, 而是呈螺旋状的.这也就使我们更加坚信,伽玛暴激 波磁场也绝不会是均匀的. 当然,伽玛射线暴激波中的辐射是否来源于同步一 曲率辐射,还有待于进一步观测的证明,我们期待Swift 卫星能提供更多,更宽波段,分辨率更高的谱,特别是随 时间演化的积分谱.而且理论已证明,同步一曲率辐射 机制具有比同步辐射更高的偏振,今后偏振的观测将有 利区分究竟是什么机制起主要作用. 伽玛射线暴至今还是一个没有完全解开的谜团. 它爆发的能量极高,尺度又小,所以是很容易产生一些 极端物理条件的,并使它与粒子物理,核物理,等离子体 物理及凝聚态物理等许多学科密切关联,而且对它的研 究也必将促进一些边缘学科的产生和发展.所以有必 要请各方面专家给予更多的关注. 本文作者感谢邓小龙,刘炯提供的资料及有益的讨 论,并感谢国家自然科学基金(10673010)给予的支持. (2007年4月6日收到) DENGXL,XIATS,LIUJ synchro—curvaturemechanism 443:747—752 Gamma-raybursts'spectraand [J].AstronAstrophys.2005, 2ZHANGJL,CHENGKSRadiationformulaeforarelativis. ticchargedparticlemovinginacurvedspiraltrajectory[J] PhysLettersA,1995,2(1H:47—52. 3ZHANGJL,YUANYF.Ouantumradiationformulaeofa newradiationmechanisminacurvedmagneticfield[J].Astro. physJ,1UUH,493:826—833. 4BR0MMV,SCHAEFERBE.ThcspcctrumofGRB930131 (SuperbowlBurst)from20kEYto200MEV[J].AstrophysJ, 1999,520:661—665. 5GONZALEZMM.eta1.A7-rayburstwithahigh-energy spectralcornponentinconsistentwiththesynchrotronshock mode1.Nature,2(】(13,424:749—751 6ASADAK,eta1.Ahelicalmagneticfieldintheietof3C273 J.PASd,2(1(12,54:L39—43. SomeCOnsideratiOnsonMagneticFieldofGamma— RayBursts ZHANGJia.1fi CASMember,CenterJorAstrophysics,Universit)'ofScienceand Technolog3'olChina.Hej230026 AbstractThefrequentlycitedfireball-shockmodelofGamma.Ray Burst(hereafter.GRB)canexplainwellthemainfeaturesand processesaftertheburst.Thismodel,however,ischallengedby thelatesthigh—resolutionobservationalresultsduringthelastfew years,whichpresentsomecluesontheincompletenessofitstheo— reticalconsiderations.Forexample,onebasicassumptionofthe fireballmodelisusingthestandardsynchrotronradiationmecha. nismtoapproximatethehighenergyemissionsfromGRBsThisis equivalenttoclaimthatthemagneticfieldinsideGRBisuniformly distributed,whichsmearsoutmostoftheimportantinformationof magneticfieldconfigurationotherthanthefieldstrength.Inthe studyofGRBshocks,itisgenerallybelievedthatmostofthephysi— calquantities,suchasdensityandpressure,areinhomogeneous throughouttheshockedregion.Thenwhyisitplausibletoassume theshock , edmagneticfieldalonetobehomogeneous,whichorigi. natesfromperturbationmechanism? Inthispaper,weanalysisthisproblemindetails,andregard thattheradiationinducedbycurvatureofshockedmagneticfield linesplaysasignificantroleinGRBemissions.Thetraditionalfire. ball—shockmodelmeetsdifficultiesinexplainingsomelatestobser— vationalresults.Thismaybecausedbyignoranceofthatimportant portionofradiationaboveMakingapplicationoftheformulaeof synchro—curvatureradiation,whichcantreatanalyticallytheparti— cleradiationsinthecurvedmagneticfield,wefitwellaseriesof newGRBspectra,andpresentaunifiedinterpretationtowardthe turnoffpointandenergyexcessinthehigh—energyportionofthe spectra.Thesefeaturesabovearedifficulttoexplainwithinthe pastsynchrotronradiationframework.Furthermore,thefittingof aseriesofGRBspectraallowsustogivesomenewconstraintson themagneticstructureoftheemissiondistrict.originofthe shockedmagneticfield,andthemechanismofshockacceleration. Keywordsgamma-rayburst,radiatingMechanism.curvedmag— neticfield (责任编辑:温文)