伽马射线暴是宇宙中最为剧烈的爆发现象，主要起源于大质量恒星的塌缩和双致密星的并合，其中后者更是当前引力波天文学研究的主要对象。伽马暴的辐射被认为主要来自于一对相对论性的喷流。然而，当前人们对喷流的产生过程以及喷流的物理结构仍然知之甚少，是伽马暴研究亟待解决的一个关键科学问题。
由引力波探测引导发现的短时标伽马暴GRB 170817A是第一例被普遍认为处于大角度偏轴观测的伽马暴，为人们探讨伽马暴喷流的结构提供了重要契机。近来，我院俞云伟教授和湖北第二师范学院谈伟伟副教授基于所有短伽马暴均具有同一结构轮廓的假设，首先将结构因素引入到了对所有宇宙学距离短伽马暴的光度、红移分布的模型拟合中，得到了这些伽马暴具有单一幂律形式的本征光度函数，指出了传统双幂律表观光度函数产生的原因。其次，将宇宙学短伽马暴的限制结果和GRB 170817A的观测特征相结合，进一步证明喷流结构应具有双高斯型的经验轮廓，这与喷流穿越致密环境所造成的理论预期相吻合。该项工作近日发表于Astrophysical Journal，详见https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abb404。
与此同时，俞云伟教授还在另一项研究工作提出，相对论性喷流穿越致密环境物质时，喷流底部的加速和顶部的减速将显著改变其周围的时空度规，引起度规扰动辐度的持续增长。对于无穷远处的观测者而言，将可能感受到一种被称作是引力波记忆的特殊信号。将来，当处于亚赫兹到数十赫兹频段范围内的引力波探测器达到最佳理想状态的情况下， 这种极为微弱的引力波记忆信号有望被探测到。因此，该项研究提出，引力波记忆可使人们通过引力波频谱直接“看到”伽马暴喷流的产生和传播过程，有力改变当前仅能通过电磁波观测间接推断喷流结构的现状。该项工作同样发表于Astrophysical Journal，详见https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab93cc。
上述研究得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费的资助。
