本文關(guān)鍵詞：伽瑪射線暴與恒星形成率的相關(guān)性研究　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2013年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：伽瑪射線暴(簡稱伽瑪暴)是目前觀測到的宇宙中最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象,是一種來自宇宙空間中的伽瑪射線在短時(shí)間內(nèi)突然增強(qiáng)的現(xiàn)象。伽瑪暴自從1967年首次被探測到以來,就成為了天文觀測和理論研究的焦點(diǎn)之一。四十多年來,隨著越來越多的伽瑪暴的探測,特別是在Swift和Fermi衛(wèi)星的發(fā)射之后,對伽瑪暴的研究已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步,但仍然還有很多問題沒有被認(rèn)識清楚,包括伽瑪暴的中心引擎問題等本質(zhì)問題。本文基于最新的伽瑪暴觀測數(shù)據(jù),利用伽瑪暴與恒星形成率的相關(guān)性,對伽瑪暴的前身星的性質(zhì)給出了最新的限制。 我們首先在第一章簡單的回顧了伽瑪暴的研究歷史,然后在第二章介紹了伽瑪暴及其宿主星系的主要觀測特征,在第三章介紹了描述這些觀測結(jié)果的基本的理論模型。在第四和第五章分別詳細(xì)介紹了我在博士期間做的探討長暴和短暴前身星性質(zhì)的兩個研究工作。 第一個工作是對長暴的前身星的金屬豐度的限制�；谟勺钚掠^測到的162個長暴所組成的大樣本和一個簡單的金屬豐度演化模型,我們分析了不同的金屬豐度截?cái)嗪透鞣N恒星形成率模型(包括兩個經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃鸵粋�自洽的解析模型)對長暴率的影響。通過與觀測的比較,我們發(fā)現(xiàn)了一個相當(dāng)高的金屬豐度截?cái)?Zth0.6%),這與之前要求有一個很強(qiáng)的金屬豐度截?cái)?～0.1-0.3Z(?))的研究結(jié)果不同。特別是對解析的恒星形成率模型來說,從其得到的長暴率與觀測符合的非常好,而金屬豐度截?cái)嗟挠绊懯峭耆恍枰紤]的。我們的這些分析結(jié)果顯示長暴可能其實(shí)并不傾向于在低金屬豐度的環(huán)境中產(chǎn)生,相反他們可以在任何類型的恒星形成星系中發(fā)生,這與之前的研究不同。這些結(jié)果還顯示,從這種與恒星形成率的比較中所得出的金屬豐度傾向,強(qiáng)烈的依賴于所采用的恒星形成率模型。在宿主星系的觀測中發(fā)現(xiàn)的這種低金屬豐度傾向很可能只是一種選擇效應(yīng),因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn),如果假設(shè)有相當(dāng)一部分長暴是在暗弱星系里面發(fā)生的,也可以自然的解解長暴率與恒星形成率的差異,但這個結(jié)論還有待更多觀測的驗(yàn)證。 第二個工作是對短暴前身星的延遲時(shí)間的限制�；�30個Swift短暴所組成的樣本(目前為止最完整的),我們擬合了短暴的光度函數(shù)。利用這個光度函數(shù),我們分析了各種參數(shù)化的時(shí)間延遲模型(對數(shù)正態(tài)分布或冪律分布)。通過與觀測樣本的比較,最后我們發(fā)現(xiàn),冪律分布的延遲模型和特征時(shí)標(biāo)為T*=3Gyr的窄對數(shù)正態(tài)分布延遲模型都可以與觀測符合得很好。這與之前的研究結(jié)果不同。特別是,冪律分布的延遲時(shí)間強(qiáng)烈的肯定了“原初”雙中子星系統(tǒng)作為短暴的前身星系統(tǒng)的可能性。由于特征時(shí)標(biāo)為T*=3Gyr的對數(shù)正態(tài)分布延遲模型也與觀測數(shù)據(jù)符合得很好,其他具有更長的延遲時(shí)間的前身星系統(tǒng)(例如“動力學(xué)”雙中子系統(tǒng)和中子星-黑洞系統(tǒng)等)仍然不能被排除,但這個延遲時(shí)標(biāo)是遠(yuǎn)小于之前工作中的基于很小的樣本所得到的結(jié)果。我們的這個分析給短暴的延遲時(shí)間提供了更好的限制。 在最后一章,我們總結(jié)了一下本論文的結(jié)果并列舉了一些關(guān)于伽瑪暴的未決問題。 文中所用的宇宙學(xué)常數(shù)如下：Ωm=0.266, Ω∧=0.734, Ωb=0.0449,h=0.71和σ8=0.801。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：P172.3;P152

【共引文獻(xiàn)】

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1 Arikkala Raghurama Rao;Rupal Basak;Jishnu Bhattacharya;Sarthak Chandra;Nikunj Maheshwari;Manojendu Choudhury;Ranjeev Misra;;Time-resolved spectral analysis of prompt emission from long gamma-ray bursts with GeV emission[J];Research in Astronomy and Astrophysics;2014年01期

2 林一清;;費(fèi)米衛(wèi)星對伽瑪暴的觀測及其對理論模型的挑戰(zhàn)[J];天文研究與技術(shù);2013年04期

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1 呂靜;伽瑪暴火球輻射光度與初始洛倫茲因子相關(guān)性及物理意義[D];華中科技大學(xué);2013年

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1 陳杰敏;伽瑪暴寄主星系性質(zhì)的統(tǒng)計(jì)分析[D];廣西大學(xué);2013年

2 梁云峰;基于Fermi數(shù)據(jù)的伽瑪暴能譜延遲性質(zhì)的研究[D];廣西大學(xué);2013年

3 秦穎;伽瑪射線暴持續(xù)時(shí)間的研究[D];廣西大學(xué);2013年

4 李亮;伽瑪暴光學(xué)余輝中的各種輻射成分[D];廣西大學(xué);2012年

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本文編號：1323361