收藏本站
《中国科学技术大学》 2019年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

关于快速射电暴起源的研究

邓灿敏  
【摘要】:快速射电暴是近些年新发现的极端射电爆发现象,他们的观测时标是ms量级,波段都在GHz左右,能量在1039erg左右,辐射的亮温度极高达1035K。观测上发现,有的快速射电暴会重复爆发,而有的并未观测到重复爆发。因此,快速射电暴可分为重复和非重复暴快速射电暴两类。多方面观测也表明,重复暴与非重复暴很可能有不同的物理起源。理论上,大量的模型被提出来分别解释重复快速射电暴和非重复快速射电暴。重复暴模型有年轻脉冲星的巨脉冲、年轻磁星的巨耀发、中子星吸积白矮星、中子星穿越小行星带、脉冲星磁层受扰动、活动星系核的活动等等。非重复暴模型有超质量的中子星塌缩成黑洞、双中子星并合、双白矮星并合、中子星和黑洞并合、双黑洞并合等等。我们研究了带电双黑洞绕转和并合时的电偶极辐射过程,并且发现如果是带有一定电量的MPBH~1028g的原初双黑洞并合,那么并合过程中产生的电偶极辐射,从频段、时标、能量、谱型等方面都与快速射电暴的观测相符。根据快速射电暴能量E~1039erg的要求,原初黑洞需要带有q~10-5的电荷量,其中q=Q/(?)GMPBH为无量纲化电荷量,Q为原初黑洞的电荷量。原初黑洞通过Wald机制或者吸积磁单极子,确实有可能可以带上q~10-5的电(磁)荷量。假设原初黑洞的带电量分布是幂律分布φ(q)(?)q-α,如果观测到的非重复快速射电暴是产生于带电原初双黑洞并合,那么对快速射电暴样本分析可以得到α=-3.0±0.1。假设所有非重复快速射电暴都由带电原初双黑洞并合产生,我们发现,要解释非重复快速射电暴的事件率,需要MPBH~1028g的原初黑洞的丰度仅为f~10-5,远低于当前天文观测限制的上限,其中f=ΩPBH/ΩM为原初黑洞总质量与宇宙总质量之比。因此,我们的原初双黑洞并合模型也可以解释快速射电暴的高事件率。需要指出,我们所研究的电偶极辐射适用于任何的带电双致密星系统,是双致密星系统并合过程中重要的引力波电磁对应体。虽然已经有大量的物理模型被提出,但由于宿主星系和对应体观测的缺失,目前还仍然不清楚快速射电暴的物理起源。因此,我们把目光转向从大样本数据分析,试图从数据中寻找快速射电暴物理起源的蛛丝马迹。我们基于Parkes和ASKAP的非重复快速射电暴样本,利用Lynden-Bell方法研究了非重复快速射电暴的能量分布和事件率随红移的演化。发现对于Parkes样本,能量函数可以用拐折幂律拟合,而ASKAP样本,能量函数可以用单幂律拟合。对Parkes样本的分析发现,一直至红移z~1.7都与恒星形成率大概符合上。但是,对ASKAP的样本分析却发现,直至红移z~0.7,事件率随红移的演化要比恒星形成率上升快得多。此外,基于Parkes样本,相应的探测阈值为2Jyms,我们得到了非重复快速射电暴的本地事件率为ρ(0)≌(3.2±0.3)× 104Gpc-3yr-1。而基于ASKAP样本,相应的探测阈值为51 Jyms,得到的本地事件率为ρρ(0)≌(4.6±0.3)× 103Gpc-3yr-1。我们认为,我们得到的结果,对于人们认识非重复快速射电暴的起源是一个积极的线索。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:P16

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李文铸,季达人,徐伦彪;原初黑洞[J];物理学进展;1982年04期
2 文成;原初黑洞简介[J];天文爱好者;1996年03期
3 北辰;;原初黑洞 宇宙的炼金士[J];科学24小时;2018年01期
4 王禹淏;;利用原子碰撞实验模拟宇宙大爆炸证明原初黑洞[J];学园;2013年26期
5 赵华;雪晶兔;;陨石小子(3)[J];读友;2015年10期
6 吴再丰;;制造一个新的太阳系[J];大科技(科学之迷);2006年07期
7 方励之;不可视物质的成分及结构[J];天文学进展;1983年01期
8 钢子;;寻找人类第二家园[J];飞碟探索;2008年03期
9 吴再丰;;构想行星地球化[J];科学大众(中学版);2007年12期
10 吴再丰;;宇宙处处是家园——太阳系行星“地球化”改造设想[J];大自然探索;2007年08期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 容昱;;Formation of Massive Black Holes by Absorbing Radiation[A];中国天文学会2014年学术年会论文摘要集[C];2014年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 记者 徐玢 通讯员 金庄维;中科大提出宇宙原初黑洞形成新机制[N];科技日报;2018年
2 中国科学技术大学天文系教授 蔡一夫;原初黑洞几时有?线索或在宇宙起源中[N];科技日报;2018年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 邓灿敏;关于快速射电暴起源的研究[D];中国科学技术大学;2019年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郑云龙;超致密暗物质晕的相关研究[D];南京大学;2014年
中国知网广告投放
 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