伽馬射線暴(簡稱伽馬暴,縮寫GRB)起源于大質(zhì)量恒星晚期坍縮或者致密雙星并合的過程,是發(fā)生在宇宙學(xué)距離、恒星層次且極端高能的伽馬射線爆發(fā)現(xiàn)象,是迄今為止觀測到的最強烈的爆發(fā)事件。GRB事件為檢驗和發(fā)展物理理論提供了重要實驗室�；谟^測數(shù)據(jù)得到的GRB光度經(jīng)驗關(guān)系是研究GRB物理和宇宙學(xué)的重要手段,本論文尋找GRB火球減速與噴流拐折的關(guān)系,研究其物理起源。此外,快速射電暴(縮寫FRB)是一類可能與GRB成協(xié)的暫現(xiàn)源,但目前還沒有確切的觀測表明FRB與GRB成協(xié)。本論文從空間分布的角度出發(fā),尋找FRB與GRB成協(xié)的可能性,以期為研究FRB的物理起源提供線索。為了系統(tǒng)研究GRB火球減速與噴流拐折的關(guān)系,本論文從文獻(xiàn)和GCN等途徑收集了270多個GRB的光學(xué)觀測數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上尋找同時具有火球減速與噴流拐折特點的GRB。通過光變曲線的經(jīng)驗函數(shù)對光學(xué)余輝的成分進(jìn)行剖析,并基于外激波模型時域與頻域的閉合關(guān)系對樣本進(jìn)行篩選,共得到10候選體樣本:(1)同時具有顯著火球減速的光學(xué)鼓包和噴流拐折成分的GRB共有6個;(2)火球減速的光學(xué)鼓包峰值隱藏在反向激波光學(xué)閃之下,且后期同時具有噴流拐折特征的GRB有4個。通過這10個候選體的各向同性光度Liso、火球初始淪茲因子Γ0、以及暴源系下譜峰值能量Ep,z、火球開始減速的時間To,z和噴流拐折的時間To,z和噴流拐折的時間Tb,z等數(shù)據(jù),得到了:Liso/erg/s=10(48.02±1.76)(Ep,z/keV)(1.88±0.43)Γ0(-0.44±1.15)、Liso/erg/s=10(46.39±1.27)(Ep,z/keV)(1.65±0.28)(Tb,z/s)(0.29±0.29)和Liso/erg/s=10(46.05±1.19)(Ep,z/keV)(1.81±0.25)(To,z/s)(0.56±0.39)。對比發(fā)現(xiàn)火球開始減速時的Γ0越大,則發(fā)生噴流拐折的時間Tb,z越早,兩者有Γ0 ∝ Tb,z(-0.66±0.31)的關(guān)系;火球開始減速的時間To,z越晚,則噴流拐折的時間Tb,z也越晚,兩者有Tb,z ∝To,z(1.93±0.54)的關(guān)系。為了研究FRB與GRB空間成協(xié)的情況,本文收集了截止到2019年1月的65個FRB事件及CGRO/BATSE、Fermi/GBM和Swift衛(wèi)星探測到的6191個GRB事件的空間方位信息。從空間方位的角度出發(fā),尋找可能與FRB成協(xié)的GRB。結(jié)果表明:(1)在空間位置探測精度較好的Swift樣本中沒有發(fā)現(xiàn)GRB與FRB空間位置重合;(2)在空間位置探測精度較差的CGRO/BATSE和Fermi/GBM樣本中分別有369個和693個GRB與FRB樣本的空間位置重合。在分析單個GRB與FRB事件成協(xié)的概率時發(fā)現(xiàn),在兩者定位中心的誤差半徑ER小于1°的情況下,發(fā)現(xiàn)有4個GRB有較大可能在空間位置上存在FRB與之成協(xié)。它們分別是:4B 940826與FRB 180324(ER=0.45°)、4B 951202 與 FRB 180110(ER=0.62°)、GRB 981203 與FRB 180315(ER=0.63°)及GRB 970723與FRB 160608(ER=0.75°)。隨機模擬的結(jié)果表明:(1)基于總樣本(6191個GRB),取空間位置誤差為1°和0.1°時,分別得到46±6和3±2個GRB在方位上與觀測到的FRB成協(xié)。(2)基于Swift樣本的多次模擬發(fā)現(xiàn),平均有0.4個GRB在位置上與觀測到的FRB成協(xié),這比較符合實際觀測中沒有GRB與FRB成協(xié)的結(jié)果。基于觀測與模擬的結(jié)果,不能完全排除GRB與目前探測到的FRB成協(xié)的可能性。期待更多的FRB觀測及其可能的與GRB聯(lián)測,用以解決這個成協(xié)之謎。
【學(xué)位單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P159
【部分圖文】：

大學(xué)硬士學(xué)位論文?伽馬暴火球減速與噴流拐折關(guān)系及伽馬暴與快速射電暴空間成協(xié)的量級［６］。??１９９１年衛(wèi)星發(fā)射成功后，統(tǒng)計上得出ＧＲＢ的空間分布是各向同性的［７１，ＲＢ起源于宇宙學(xué)尺度（如果是銀河系起源則應(yīng)該集中在銀盤上）。得出了?ＧＲＢ時間Ｔ９〇?（瞬時輻射的光子流量從５％到９５％的持續(xù)時間）存在一個以２秒為界雙峰結(jié)構(gòu)１８】（由此區(qū)分長暴Ｔ９〇＞２ｓ和短暴Ｔ９〇＜２ｓ）。對ＧＲＢ光子能譜的研宄發(fā)數(shù)ＧＲＢ能譜能用一個拐折冪律函數(shù)擬合（即所謂的Ｂａｎｄ函數(shù)州）。這一時期者提出了?ＧＲＢ的火球模型和內(nèi)外激波模型框架，且預(yù)言了?ＧＲＢ余輝的存在［１Ｑ］

?ｖ＞（ａ－＾）ｖ〇??其中ｃｔ，０分別為光子譜的低能和高能譜指數(shù)，（ｃｔ－幻ＶＱ即為拐折能量。比較典型的??能譜如圖１－３?（上圖為Ｎ（幻光子譜、下圖為能量譜）。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)《的典型值約為??—１，?Ａ的典型值約為—２．２，￡ｐ的典型值約為２５０ｋｅＶ［２９］。??４??

一般可以持續(xù)到瞬時輻射結(jié)束后數(shù)小時到數(shù)周。在能譜分析中發(fā)現(xiàn)Ｘ射線的能譜??可以平滑的連接瞬時輻射，故有人稱Ｘ射線余輝為瞬時輻射的尾巴。張等人（２００６）［３Ｇ］提??出了?Ｘ射線余輝的標(biāo)準(zhǔn)光變曲線（見圖１－４），他認(rèn)為Ｘ射線余輝包含５個階段：??快速衰減階段：在ＧＲＢ瞬時輻射后期，Ｘ射線流量開始以冪律衰減的形式快速減??少，其衰減指數(shù)通常大于３，持續(xù)時間在幾百到幾千秒。這個階段＃在劇烈的演化行為。??緩慢衰減階段：在快速衰減階段過后，Ｘ射線流量開始出現(xiàn)一個相對緩慢的下降過??程（也有可能出現(xiàn)Ｘ射線耀發(fā)，下文介紹），持續(xù)時間一般在幾千秒左右，衰減的冪指??數(shù)約為０．５左右１＾，這一過程可能受能量注入的影響｜３１，３２１。??５??
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本文編號：2868296