【摘要】：伽瑪射線暴(簡(jiǎn)稱伽瑪暴)是一種來(lái)自宇宙空間任意方向的短時(shí)間內(nèi)伽瑪射線突然增亮的現(xiàn)象。伽瑪暴雖然早在1967年就由Vela衛(wèi)星發(fā)現(xiàn),但直到1997年人們才通過(guò)余輝觀測(cè)確定其宿主星系,并通過(guò)宿主星系的紅移最終確定了伽瑪暴的宇宙學(xué)起源。無(wú)論是由于大質(zhì)量恒星死亡產(chǎn)生的長(zhǎng)暴、還是由于雙致密星并合產(chǎn)生的短暴,它們爆后都將產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)論性的噴流。本論文就集中討論此噴流與暴周環(huán)境的相互作用及其表現(xiàn)形式。 論文第一章是對(duì)伽瑪暴研究領(lǐng)域的綜述。詳細(xì)介紹了伽瑪暴及其余輝的觀測(cè)與理論,特別是由于Swift衛(wèi)星和Fermi衛(wèi)星觀測(cè)的最新結(jié)果導(dǎo)致的新進(jìn)展。伽瑪暴標(biāo)準(zhǔn)火球模型也在這章中做了詳細(xì)的介紹。本章另一個(gè)重點(diǎn)是介紹伽瑪暴余輝的起源：相對(duì)論性外流與暴周環(huán)境介質(zhì)相互作用,包括動(dòng)力學(xué)演化、輻射機(jī)制等。另外,伽瑪暴的前身星也在這一章中做了介紹。 第二章介紹一種特別的伽瑪暴噴流：環(huán)狀噴流。此章詳細(xì)論述了環(huán)狀噴流的形成、動(dòng)力學(xué)演化,給出了此種噴流與暴周環(huán)境介質(zhì)相互作用產(chǎn)生的多波段余輝光變曲線。各種參數(shù)對(duì)余輝光變曲線的影響也做了詳盡的討論。結(jié)合Swift的觀測(cè)數(shù)據(jù),我們發(fā)現(xiàn)環(huán)狀噴流模型可以很好地解釋早期X射線余輝的平滑增亮現(xiàn)象。 第三章介紹了伽瑪暴的磁星能量注入模型與余輝平臺(tái)。Swift時(shí)代觀測(cè)到伽瑪暴的一個(gè)新特征就是余輝的平臺(tái)相,此平臺(tái)相在伽瑪暴的標(biāo)準(zhǔn)余輝模型下是無(wú)法理解的。但是如果有持續(xù)的能量注入到產(chǎn)生余輝的外激波,那么余輝光變曲線將自然產(chǎn)生一個(gè)衰減變緩的過(guò)程,即產(chǎn)生一個(gè)平臺(tái)相。我們發(fā)現(xiàn)磁星可以很好地提供此種形式的能量注入。應(yīng)用此能量注入模型,我們很好地?cái)M合了具有長(zhǎng)期平臺(tái)相及晚期X余輝異常亮的GRB 060729的多波段余輝光變曲線。對(duì)有紅移及明顯余輝平臺(tái)相的伽瑪暴,通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的伽瑪暴參數(shù)間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系：伽瑪暴X射線余輝平臺(tái)結(jié)束時(shí)的X射線光度、平臺(tái)結(jié)束時(shí)間以及伽瑪暴瞬時(shí)階段的各向同性輻射能量三者之間存在一個(gè)非常好的相關(guān)性。假設(shè)此樣本的平臺(tái)相來(lái)源于磁星的能量注入模型,我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)相關(guān)性可以得到自然的解釋。我們還應(yīng)用此統(tǒng)計(jì)關(guān)系對(duì)宇宙學(xué)的參數(shù)進(jìn)行了一定的限制。這種有明顯余輝平臺(tái)相的伽瑪暴可能可以用來(lái)當(dāng)作宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)燭光。 第四章介紹了失敗的伽瑪暴的輻射。我們提出了一個(gè)失敗的伽瑪暴火球瞬時(shí)輻射的解析模型,發(fā)現(xiàn)對(duì)于失敗的伽瑪暴,其光球的半徑將大于標(biāo)準(zhǔn)模型中的內(nèi)激波半徑。失敗的伽瑪暴瞬時(shí)輻射將不再是高能伽瑪射線波段的非熱輻射,而是軟X射線或紫外波段的熱輻射。失敗的伽瑪暴產(chǎn)生的余輝在其輻射的早期具有特殊的光譜及光變曲線,利用這些早期余輝的特殊性質(zhì)我們可以很容易把它與正常伽瑪暴的余輝及由于偏軸引起的孤立余輝相區(qū)分開來(lái)。 第五章介紹了相對(duì)論性超新星噴流與介質(zhì)的相互作用。多年的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)一些近距離的長(zhǎng)暴與超新星成協(xié),它們都來(lái)源于大質(zhì)量恒星的死亡。一般認(rèn)為伽瑪暴外流是極端相對(duì)論性的而超新星外流是非相對(duì)論性的。雖然它們之間的洛倫茲因子相差很大,但它們與介質(zhì)相互作用過(guò)程及其輻射機(jī)制是相同的,即都是被激波加速的相對(duì)論性電子的同步加速輻射。最近觀測(cè)的中心引擎驅(qū)動(dòng)的超新星更加強(qiáng)了兩者本質(zhì)上的聯(lián)系。我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于超新星SN 2007gr,可以用一個(gè)偏軸的相對(duì)論性噴流模型來(lái)解釋其多波段的觀測(cè)。 第六章是對(duì)整個(gè)攻讀博士學(xué)位期間所作工作的總結(jié)以及對(duì)未來(lái)工作的展望。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：P172.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 CHENG KwongSang;;Modeling the radio and optical/NIR afterglows of GRB 980703:A numerical study[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2009年12期

2 ;Afterglow from GRB 070610/Swift J195509.6+261406:An explanation using the fireball model[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2010年S1期

3 ;GRB jet beaming angle statistics[J];Research in Astronomy and Astrophysics;2010年02期

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本文編號(hào)：2354288