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Wenlong Zhang
Author with expertise in Gamma-Ray Bursts and Supernovae Connections
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Spatial-temporal Distribution and Sources of Dissolved Inorganic Carbon in Karst Water, Southwest China

Xiao Zhang et al.Mar 1, 2024
The carbon cycle constitutes one of the major occurring material cycles, with a large influence on human development and global climate change. This paper reviews recent research on dissolved inorganic carbon (DIC) in the Jialing River basin, Wujiang River basin, Chishui River basin, and Xijiang River basin. It provides a comprehensive analysis from a regional perspective on the spatiotemporal distribution, influencing factors, and sources of DIC and carbon isotopes (δ13CDIC) in the water bodies of the southwestern karst region. The conclusions are as follows: (1) There were variations in DIC concentration and δ13CDIC values among the different water systems, with notable spatiotemporal distribution. The Chishui River basin exhibited the highest DIC concentration (2.79 mmol/L) and δ13 CDIC value (-8.15‰), while the Xijiang River basin had the lowest DIC concentration (1.95 mmol/L) and δ13CDIC value (-10.6‰). (2) DIC concentration changes in the region were influenced by a combination of factors, including carbonate rock chemical weathering, climate change, and human activities. (3) DIC in the watershed is primarily derived from carbonate rock weathering and soil CO2. These research results contribute to advancing the study of DIC variations in river basins and provide a theoretical foundation for carbon cycling in water bodies in China.
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Scale-invariant Features of X-Ray Bursts from SGR J1935+2154 Detected by Insight-HXMT

Xiu-Juan Li et al.Aug 1, 2024
Abstract In this work, we restudy the scale-invariant features of X-ray bursts from the soft gamma repeater (SGR) J1935+2154. To compare with previous studies, we choose 75 bursts from a dedicated 33 days-long observation carried out by Insight-HXMT. We investigate the size difference distributions of net counts, duration, and waiting time. It is found that the cumulative difference distributions of net counts and duration follow the q -Gaussian models with approximately steady q -values, confirming that the scale-invariant features exist in X-ray bursts of SGR J1935+2154. Regarding the varying results of waiting time reported by Sang & Lin and Wei et al, we find that the distributions of waiting time can be well described by the q -Gaussian model. Furthermore, the q -values of waiting time remain relatively stable at the 3 σ confidence level, corroborating the scale invariance in the X-ray bursts. Additionally, we note that there is no significant q -value evolution across three Insight-HXMT telescopes. These findings statistically affirm that the X-ray bursts from SGR J1935+2154 can be attributed to an fractal-diffusive self-organized criticality system with a plausible Euclidean spatial dimension S = 3, implying that X-ray bursts from SGR J1935+2154 and associated astrophysical phenomena may share a similar magnetically dominated stochastic process.
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Self-organized critical characteristics of teraelectronvolt photons from GRB 221009A

Wenlong Zhang et al.Jan 6, 2025
The very high-energy afterglow in GRB 221009A, known as the “brightest of all time” (BOAT), has been thoroughly analyzed in previous studies. In this paper, we conducted a statistical analysis of the waiting time behavior of 172 TeV photons from the BOAT observed by LHAASO-KM2A. The following results were obtained: (I) The waiting time distribution (WTD) of these photons deviates from the exponential distribution. (II) The behavior of these photons exhibits characteristics resembling those of a self-organized critical system, such as a power-law distribution and scale-invariance features in the WTD. The power-law distribution of waiting times is consistent with the prediction of a nonstationary process. (III) The relationship between the power-law slopes of the WTD and the scale-invariant characteristics of the Tsallis q-Gaussian distribution deviates from existing theory. We suggest that this deviation is due to the photons not being completely independent of each other. In summary, the power-law and scale-free characteristics observed in these photons imply a self-organized critical process in the generation of teraelectronvolt photons from GRB 221009A. Based on other relevant research, we propose that the involvement of a partially magnetically dominated component and the continuous energy injection from the central engine can lead to deviations in the generation of teraelectronvolt afterglow from the simple external shock-dominated process, thereby exhibiting the self-organized critical characteristics mentioned above.