收藏本站
《南京大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Fermi时代伽玛射线暴相关研究

冯思轶  
【摘要】:伽玛射线暴(简称伽玛暴)是一种来自遥远太空中的伽玛光子短时标强烈闪耀的现象。看起来,它随机出现,不可预测,空间方向上完全杂乱无章。通常,它们以一个简短的伽玛光子的爆发形式开始出现在探测器的视野中,然后以余辉的形式出现在其他各个长波段低能量的电磁辐射波段中,例如包括X射线,紫外线,可见光,红外线,以及射电波段。一般说来,它们中的大多数在被探测到的数天至几个月内都会渐渐衰减,直至完全消失。 本文第一章,我们简要回顾了伽玛暴自从大约四十年前被发现以来的主要阶段性(Vela, BATSE/CGRO, Beppo-SAX和HETE-2)观测进展;描述了自美国国家航空航天局的Swift卫星升空以来观测到的X射线波段光变曲线最新结果(特别重点描述了缓衰减和X射线耀发);对比了不同的理论模型优缺点。这些模型力图给上述现象一个合理自洽的解释,然而由于X射线余辉中体现出来的多样性,至今没有简单的经验模型给人完全信服的描述,因此对新一代的探测器致力于更大样本量的获得之需求更为迫切。 本文第二章,我们概述了FGST/GLAST空间天文实验室的构造,基本任务计划,自其升空至今约3年以来我们得到伽马暴高能辐射的初步观测结果,以及相关被建议的理论解释。通过比较现存理论对观测新特性(LAT高能延迟,高能光谱的额外成分以及截断)的解释,我们发现,这些观测进展,给本来比较成功并看似成熟的理论模型带来了很多难题,使得理论解释变得越来越复杂,并时而相互矛盾。在寻求更为自洽的解释同时,对观测新特性的普遍性确认也尤为必要,因此对大样本获得的需要将推动我们未来的工作。 本文第三章,针对Fermi空间实验室观测到的LAT高能延迟的现象,作者和导师首创了“结构化喷流”外激波模型。通过对三个被Fermi GBM-LAT以及Swift等多个探测器同时观测到具有多波段瞬时辐射和余辉数据的伽马射线暴(GRBs 080916C,090902B,090926A)的光变曲线和含时谱进行拟合,我们研究了它们的高能辐射可能的产生源,并且建议它们早期的GeV辐射跟晚期射电,光学和X射线余辉具有不同于GBM亚GeV光子的源。这些光子它们产生于以下过程:由于中心引擎活动,可能来自于吸积,也可能来自于重子污染减弱,连续被喷出一系列整体洛伦兹因子渐次增大的壳层。这些结构化喷流通过外激波的同步加速辐射产生GeV波段从上升到下降的早期光变。当晚期的相互并和壳层在星风泡环境扫过的时候,在泡边缘向均匀星际介质过渡时会产生短暂的光变耀变或鼓包。另外,由于GeV和亚GeV的光子来自不同的源,后者只为前者提供一个背景,我们可以适当放松对喷流的整体洛伦兹因子的限制(之前的讨论推测这些极端喷流的最小洛伦兹因子大于1000),这种放宽从物理上讲更为自然。特别地,通过我们的拟合,我们发现Fermi-LAT事件更可能发生在较低星际介质密度环境(此处Klein-Nishina效应压制了同步自康普顿散射),这一环境极有可能是由与恒星形成关联密切的超级星风泡或贫金属丰度前身星(恒星演化晚期质量损失小)或Ib/c型超新星造成。我们的工作一经投稿立即引起来广泛关注。 本文第四章,我们列举了一些除伽马暴以外被Fermi观测到的高能瞬时辐射现象。这些新的观测结果同样也给已经建立起的理论框架带来了新的挑战和启发。因此新的理论假说或模型毫无疑问将会对高能粒子物理和天体物理的研究产生重要贡献。 最后在本文第五章中,我们简单回顾了本文的主要内容,总结了我们模型的优点,并认识到我们的模型的不足,初步讨论了解决相关问题的研究方向,并对Fermi时代的伽马暴研究课题做了一定展望。同时分享了一点对自己下一步攻读博士学位项目期间的相关能力获得的期望。
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P172.3

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 ;Short-living Supermassive Magnetar Model for the Early X-ray Flares Following Short GRBs[J];Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics;2006年05期
2 ;Gamma-Ray Bursts in the Swift Era[J];Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics;2007年01期
3 ;The Synchrotron-self-Compton Radiation Accompanying Shallow Decaying X-Ray Afterglow:the Case of GRB 940217[J];Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics;2007年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;Constraints on Cardassian universe from Gamma ray bursts[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2010年09期
2 ;Gamma-ray bursts in the Swift-Fermi era:Confronting data with theory[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2010年S1期
3 ;A fast onboard star-extraction algorithm optimized for the SVOM Visible Telescope[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2010年S1期
4 ;GRB 090423:Marking the death of a massive star at z=8.2[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2010年S1期
5 ;The flux-E_p relation within GRB060218 in comparison with typical GRB pulses[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2010年S1期
6 ;A toy model for magnetized neutrino-dominated accretion flows[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2010年S1期
7 ;Constraint on the counter-jet emission in gamma-ray burst afterglows from GRB 980703[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2010年S1期
8 ;The plateau of gamma-ray burst:hint for the solidification of quark matter?[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2011年08期
9 孔思伟;黄永锋;郑广生;陆埮;;GRB 980703射电、光学和红外余辉的数值模拟研究[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2009年10期
10 张双南;;高能天体物理学研究与发展[J];中国科学院院刊;2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 操小凤;X射线双星快速光变研究与伽玛暴的光度和红移统计[D];华中师范大学;2012年
2 贾兰伟;伽马暴脉冲光变曲线与能谱的关系[D];中国科学院研究生院(云南天文台);2008年
3 张富文;伽玛暴脉冲时变特征及其对能量的依赖[D];中国科学院研究生院(云南天文台);2008年
4 俞云伟;Swift时代伽玛射线暴及其余辉的多波段研究[D];华中师范大学;2009年
5 毛竹;伽马暴X射线余辉研究与Fermi LAT未证认源的统计分类[D];华中师范大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周英华;伽玛暴早期X射线余辉研究[D];云南师范大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐永煊;;伽玛射线暴[J];大自然探索;2009年04期
2 尹跃;彭朝阳;郭永国;;伽玛射线暴内光度和峰值能量关系的统计分析[J];云南师范大学学报(自然科学版);2010年02期
3 俞云伟;戴子高;郑小平;;Swift时代伽玛射线暴及其余辉的多波段研究[J];天文学报;2010年01期
4 吴雪峰;陆埮;;伽玛射线暴与爱因斯坦相对论[J];物理学进展;2006年01期
5 张家铝;;关于伽玛射线暴磁场的若干思考[J];自然杂志;2007年04期
6 孔思伟;黄永锋;郑广生;陆埮;;GRB 980703射电、光学和红外余辉的数值模拟研究[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2009年10期
7 李明涓;;强磁星在闪耀[J];天文爱好者;2006年02期
8 李宗伟;1998年——超新星研究的峰年[J];天文爱好者;1999年01期
9 未然;;伽马暴会带来危险吗?[J];大科技(科学之迷);2004年04期
10 林一清;;不同仪器GRB观测数据的一致性分析[J];天文学报;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王祥玉;;伽玛射线暴的高能光子和粒子辐射[A];新观点新学说学术沙龙文集34:高能天体物理中的热点问题[C];2009年
2 黄永锋;;伽玛射线暴与超新星的联系[A];中国天文学会高能分会2004年学术年会论文集[C];2004年
3 黄永锋;陆埮;;宇宙伽玛射线暴[A];“基于羊八井平台的交叉学科研究”首届研讨会会议文集[C];2004年
4 仝号;;What can Fermi tell us about magnetars?[A];中国天文学会2011年学术年会手册[C];2011年
5 戴子高;;伽玛射线暴研究的进展和展望[A];中国天文学会2007年学术年会论文集[C];2007年
6 ;专题分会三:“射电、空间和高能”日程[A];中国天文学会2007年学术年会论文集[C];2007年
7 李陆;张永杰;徐昊;孙建超;柴军营;吴伯冰;;伽玛暴偏振仪中心控制模块设计与实现[A];第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2010年
8 袁业飞;;伽玛暴的中心引擎[A];新观点新学说学术沙龙文集34:高能天体物理中的热点问题[C];2009年
9 梁恩维;;伽玛暴中X辐射物理起源的多样性[A];新观点新学说学术沙龙文集34:高能天体物理中的热点问题[C];2009年
10 王祥玉;;超新星/伽玛射线暴与极高能宇宙线[A];中国天文学会2007年学术年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 深圳特区报驻香港记者 刘秋伟;果蝇帮助解开先天免疫力秘密[N];深圳特区报;2011年
2 刘娜利;根植沃土 志向高天[N];广西日报;2010年
3 ;2003年度国家自然科学奖目录[N];科技日报;2004年
4 陈洪涛 张锦程;科研领域海阔凭鱼跃 天体空间天高任鸟飞[N];科技日报;2011年
5 通讯员 丁玲辉;西藏大学走出书斋搞科研[N];西藏日报;2002年
6 ;“七年之痒”是道坎[N];中国电脑教育报;2010年
7 ;DX11显卡要“肉搏”[N];电脑报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张博;高能辐射机制与伽玛射线暴瞬时辐射的研究[D];南京大学;2013年
2 贺昊宁;伽玛射线暴多信使手段的研究[D];南京大学;2012年
3 苏成悦;伽玛暴内禀脉冲动力学和辐射机制[D];中国科学院研究生院(云南天文台);2006年
4 俞云伟;Swift时代伽玛射线暴及其余辉的多波段研究[D];华中师范大学;2009年
5 徐明;伽玛暴外流与介质相互作用的研究[D];南京大学;2011年
6 操小凤;X射线双星快速光变研究与伽玛暴的光度和红移统计[D];华中师范大学;2012年
7 张志彬;伽玛射线暴单脉冲光变曲线的研究[D];中国科学院研究生院(云南天文台);2006年
8 彭朝阳;伽玛射线暴单脉冲光变曲线和能谱的研究[D];中国科学院研究生院(云南天文台);2007年
9 黄永锋;伽玛射线暴与奇异星[D];南京大学;1999年
10 赵晓红;伽玛射线暴辐射效率、辐射能及早期余辉研究[D];中国科学院研究生院(云南天文台);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯思轶;Fermi时代伽玛射线暴相关研究[D];南京大学;2011年
2 谢伟;伽玛射线暴的观测和理论以及双成分喷流的磁驱动模型[D];华中科技大学;2011年
3 谢祎;磁场对中微子主导吸积盘的影响[D];华中科技大学;2007年
4 唐庆文;伽玛暴光学与X射线余辉关联性分析[D];广西大学;2012年
5 魏俊杰;伽玛暴能谱和伽玛暴宇宙学[D];广西大学;2012年
6 仪双喜;伽玛暴初始洛仑兹因子和中心引擎的活动时标[D];广西大学;2011年
7 侯凯希;基于Fermi架构GPU的FDTD算法及相关算法的研究[D];北京化工大学;2012年
8 吴汉成;伽玛暴微光变特征时标研究[D];广西大学;2011年
9 易庭丰;伽玛射线暴高低能光子的时滞效应和脉冲光变曲线[D];广西大学;2006年
10 许云;γ射线暴火球模型的研究[D];华中师范大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026