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伽玛暴能谱性质和喷流结构模型的统计研究

崔晓红  
【摘要】:本文概述了γ射线暴(GRBs)及其余辉观测和理论研究的历史及最新进展,详细介绍了GRB领域的理论模型以及存在的问题,并介绍了本人在硕士研究生期间所做的GRB能谱性质和喷流结构模型统计方面的研究工作。 我们运用BATSE和HETE-2的观测数据研究了HR-E_p关系上长暴、短暴和X射线闪(XRFs)的谱的特征。用普遍的Band函数来拟合后,我们发现:(1)HETE-2观测得到的长暴和XRFs在HR-E_p图上处于同一序列,XRFs是长暴在这个序列的低能延伸;(2)长暴和XRFs的序列主要靠低能谱指数α来描述,高能谱指数β是很不确定的;(3)BATSE观测给出的短暴序列却明显不同于长暴,大多数的长暴都位于短暴之上,这说明对于相同的E_p值,短暴的HR比长暴的大;(4)对于BATSE长暴样本最佳拟合得到:α=-0.3,β=-2.05,并且计算过程中的β值也是不确定的;(5)短暴的α值明显小于长暴的。 我们用BATSE长暴检验了结构化喷流模型预言的GRB视角的分布。首先,考虑到观测效应,我们假设观测的GRB发生率与恒星形成率成正比。其次,通过E_r和E_p之间的关系,我们得到了BATSE长暴的检验分布:P~(ob)(θ)与P~(ob)(θ,z)。最后,通过比较结构化模型预言的P~(th)(θ)、P~(th)(θ,z)与我们的结果,我们检验了不同的结构化模型。为了使比较的结果更合理,在推导结构化模型的预测中运用了一个对应长暴选择标准的“有效”阈值。比较结果说明,单一的Gaussian型喷流模型和幂率喷流模型预言的P~(th)(θ)、P~(th)(θ,z)与我们的结果不是很一致,然而一个双成分的喷流结构模型却能给出较好的一致性。


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