GRB110721A: An extreme peak energy and signatures of the photosphere
Magnus Axelsson
,
Luca Baldini
,
Guido Barbiellini
,
M. G. Baring
,
R. Bellazzini
,
J. Bregeon
,
M. Brigida
,
Pascal Bruel
(1)
,
R. Buehler
,
G. A. Caliandro
,
R. A. Cameron
,
P. A. Caraveo
,
C. Cecchi
,
R.C.G. Chaves
(2)
,
A. Chekhtman
,
J. Chiang
,
R. Claus
,
J. Conrad
,
S. Cutini
,
F. d'Ammando
,
F. de Palma
,
C. D. Dermer
,
E. Do Couto E Silva
,
P. S. Drell
,
C. Favuzzi
,
S. J. Fegan
(1)
,
E. C. Ferrara
,
W. B. Focke
,
Y. Fukazawa
,
P. Fusco
,
F. Gargano
,
D. Gasparrini
,
N. Gehrels
,
S. Germani
,
N. Giglietto
,
M. Giroletti
,
G. Godfrey
,
S. Guiriec
,
D. Hadasch
,
Y. Hanabata
,
M. Hayashida
,
X. Hou
(3)
,
S. Iyyani
,
M. S. Jackson
,
D. Kocevski
,
M. Kuss
,
J. Larsson
,
S. Larsson
,
F. Longo
,
F. Loparco
,
C. Lundman
,
M. N. Mazziotta
,
J. E. Mcenery
,
T. Mizuno
,
M. E. Monzani
,
E. Moretti
,
A. Morselli
,
S. Murgia
,
E. Nuss
(4)
,
T. Nymark
,
M. Ohno
,
N. Omodei
,
M. Pesce-Rollins
,
F. Piron
(4)
,
G. Pivato
,
J. L. Racusin
,
S. Rain'O
,
M. Razzano
,
S. Razzaque
,
A. Reimer
,
M. Roth
,
F. Ryde
,
D.A. Sanchez
,
C. Sgr'O
,
E. J. Siskind
,
G. Spandre
,
P. Spinelli
,
M. Stamatikos
,
L. Tibaldo
,
M. Tinivella
,
T. L. Usher
,
J. Vandenbroucke
,
V. Vasileiou
(4)
,
G. Vianello
,
V. Vitale
,
A. P. Waite
,
B. L. Winer
,
K. S. Wood
,
J. M. Burgess
,
P. N. Bhat
,
E. Bissaldi
,
M. S. Briggs
,
V. Connaughton
,
G. Fishman
,
G. Fitzpatrick
,
S. Foley
,
D. Gruber
,
R. M. Kippen
,
C. Kouveliotou
,
P. Jenke
,
S. Mcbreen
,
S. Mcglynn
,
C. Meegan
,
W. S. Pacisas
,
V. Pelassa
(4)
,
R. Preece
,
D. Tierney
,
A. von Kienlin
,
C. Wilson-Hodge
,
S. Xiong
,
A. Pe'Er
Magnus Axelsson
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A. P. Waite
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C. Wilson-Hodge
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S. Xiong
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A. Pe'Er
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Résumé
GRB110721A was observed by the Fermi Gamma-ray Space Telescope using its two instruments the Large Area Telescope (LAT) and the Gamma-ray Burst Monitor (GBM). The burst consisted of one major emission episode which lasted for ~24.5 seconds (in the GBM) and had a peak flux of 5.7\pm0.2 x 10^{-5} erg/s/cm^2. The time-resolved emission spectrum is best modeled with a combination of a Band function and a blackbody spectrum. The peak energy of the Band component was initially 15\pm2 MeV, which is the highest value ever detected in a GRB. This measurement was made possible by combining GBM/BGO data with LAT Low Energy Events to achieve continuous 10--100 MeV coverage. The peak energy later decreased as a power law in time with an index of -1.89\pm0.10. The temperature of the blackbody component also decreased, starting from ~80 keV, and the decay showed a significant break after ~2 seconds. The spectrum provides strong constraints on the standard synchrotron model, indicating that alternative mechanisms may give rise to the emission at these energies.