γ射线暴火球模型的光学余辉辐射

按照γ射线暴火球模型的动力学演化规律,利用相对论电子在磁场中作同步加速辐射时谱分布的特点,用求峰值频率辐射的方法,计算了γ射线暴红光波段余辉辐射流量随时间的变化与γ射线暴GRB970228的观测结果比较,符合甚好,说明同步加速辐射是γ射线暴余辉主要的辐射机制,也进一步证明了火球模型的正确。     

γ爆发谱和γ爆发源

本文将γ爆发事件分成三类,并认为第二,三类γ爆源于老年中子星且爆发谱由热轫致辐射、磁轫致辐射以及湮灭辐射谱组成。结果表明:①我们的假定可很好地解释第二、三类γ爆;②发射谱的性状依赖于发射区的磁场;③对于每个γ爆,它源于同一中子星的不同发射区。     

磁化中子星的硬Gamma射线产生机制

基于对磁化中子星磁层中极相对论电子辐射机制和辐射输运性质的讨论，指出被观测到的硬γ射线可能来自于磁化中子星的逃逸同步曲率辐射光子．逃逸硬γ射线光子最有可能产生于光速柱面附近的一个区域．     

磁逆Compton散射谱与γ射线暴辐射机制

强弱场中相对论电子的逆Ｃｏｍｐｔｏｎ散射,即磁逆Ｃｏｍｐｔｏｎ散射,昊体高能辐射的一种重要辐射机制,本文利用磁逆Ｃｏｍｐｔｏｎ散射的半径典量子理论的回旋共振散射微分截面公式,采用相对论变换方法,计算了磁中子星表面附近的磁逆Ｃｏｍｐｔｏｎ散射的能谱,并作了相应的能谱图,与γ射线暴的观测能谱符合得很好。     

考虑同步自吸收的γ暴能谱

重点讨论有自吸收的γ射线暴余辉的能谱，考虑了在火球模型中同步加速辐射中的自吸收效应，用含有吸收系数的同步加速辐射谱公式计算了GRB970508余辉的辐射谱．解释了GRB970508射电和光学波段余辉的光变曲线的特征．     

蟹状星云中γ射线的辐射机制

根据蟹状星云中γ射线的观测数据拟合谱,对γ射线的辐射机制进行了分析,通过同步加速吸收的加速机制使电子得到产生γ射线的能量,定性确定了辐射γ射线的电子能量的上限,由观测谱推断高能γ射线是逆康普顿散射机制产生的,并由此确定了不同能量段的γ射线发自星云不同的区域。     

BL Lac 天体的γ射线和射电辐射相关研究

BL Lac天体是活动星系核(Active Galactic Nuclei-AGN)特殊的一类,用23个BL Lac天体,研究了它们在1 GeV处的γ射线辐射流量密度最大值、平均值及最小值与射电5 GHz辐射流量之间的可能关系。结果显示:对于γ射线辐射最小值,γ射线流量与射电流量没有相关;对于最大值和平均值,γ射线流量与射电流量都有很好的相关关系,最大相关系数r=0.802,置信度p均小于10-4;另外,γ射线谱指数和射电谱指数之间也有一个弱相关关系存在。这些关系表明γ射线辐射来自同步自康普顿辐射过程。     

中子星倾斜转子模型Gamma射线辐射角分布特性

将中子星近似看做带有偶极磁场的倾斜转子,本文从经典辐射理论出发,用计算机数值计算方法计算了从星近极区表面飞出的原电子的γ射线辐射角分布。结果表明,影响辐射角分布特性的主要因素是磁力线曲率和电子能量耗散。偶极磁场的强烈畸变将在一定程度上导致辐射的方向弥散.     

Blazar的γ射线和低频射电6cm波段辐射关系研究

给出了一个带有射电5 GHz和γ射线辐射流量密度的含有94个γ噪Blazar的大样本,其中有66个FSRQs,20个BL Lac天体,利用该样本研究了射电5 GHz和γ射线流量最大值,最小值以及平均值之间的辐射相关.结果表明:γ射线流量最大值和平均值与射电5GHz辐射有较强的相关,最大相关系数r=0.651,置信度均好于10-4;γ射线流量最小值与射电辐射之间没有相关;3C273辐射的最大值不是爆发态时的观测值,若令γ射线谱指数αG=1.0,则3C273的最大辐射流量为(450.8±39.4)×10-8photon.cm-2.s-1.因此,Blazar的γ射线辐射与低频射电辐射确有关联,γ射线的辐射应来自同步加速自康普顿辐射过程.     

伽玛射线暴的高能辐射

伽玛暴是宇宙中最剧烈的恒星级高能爆发现象,一般被认为产生于大质量恒星死亡(一些爆发时标长于2 s的伽玛暴在观测上被证实与一类特殊的超新星成协)或者双致密星(比如双中子星系统)并合(这类并合时标很短,可产生时标短于2 s的伽玛暴).工作在8 ke V–300 Ge V能段的Fermi伽玛射线空间望远镜自2008年升空工作之后,伽玛暴瞬时辐射和高能辐射研究取得了重要进展.本综述将介绍Fermi卫星在过去几年内关于伽玛暴领域的一些重要观测结果,并着重介绍这些观测对探索伽玛暴物理(伽玛暴外流体的光球辐射、磁化、Ge V高能辐射起源),特别是Fermi卫星大面积望远镜(LAT)的高能(100 Me V)辐射观测对限制伽玛暴初始速度/洛伦兹因子,限制宇宙河外背景光模型以及检验光速不变原理等方面的主要研究进展.     

蝎虎天体的有效谱指数研究

搜集了一个含20个BL Lac天体的样本,计算了样本的射电、X射线及γ射线之间的宽带谱指数(αRX,αRG,αXG),并讨论了这些谱指数之间的相互关系.平均有效谱指数分别为<αRX>=0.721±0.027,<αXG>=0.946±0.032,<αRG>=0.820±0.008.αRX和αXG之间有强相关,相关系数r=-0.85,置信度P<10-4.αRX和αRG之间有弱相关,而αXG和αRG之间没有相关.这些关系说明BL Lac天体的射电、X射线辐射均与γ射线辐射相关联.分析可知γ射线辐射应来自同步自康谱顿辐射.     

γ-射线暴余辉中的非相对论阶段

余辉的发现证实了绝大多数γ-射线暴的宇宙学起源.人们已经认识到γ-射线暴是宇宙中最猛烈的爆发现象之一,其中有着令人吃惊的极端相对论性宏观运动.文中概述了γ-射线暴及其多波段余辉的观测特征,简要介绍了γ-射线暴的标准理论模型——火球模型,着重阐述了γ-射线暴在非相对论阶段的余辉的重要性,介绍了对相对论阶段和非相对论阶段均能普遍适用的统一动力学模型,论述了深度非相对论阶段的概念.这些内容使得人们能很方便地计算出γ-射线暴余辉从早期到极晚期的完整光变曲线和能谱.     

较差转动中子星放大磁场的数值计算与分析

存在较大较差转动角速度的中子星会由于磁冻结效应扭曲内部的径向磁场线,放大出一个超过1013T的环向磁场.这个环向磁场的磁浮力大于与其耦合的粒子的重力,能够携带物质冲出中子星外壳,形成喷发.基于此效应提出了较差转动中子星作为伽马射线暴(GRB)和伽马射线暴早期余辉中X射线耀发能源的两个模型,在不同的初始条件下做了数值计算和分析.根据计算得到的环向磁场的放大速度以及初始条件,指出了这两个模型存在的缺陷,最后提出较差转动中子星可作为快速射电暴(FRB)的能量来源.     

γ暴能谱硬度系数的分布及其分类特征

采用非参量化线性相关性分析方法分析康顿空间天文台（CGRO）上的BATSE仪器观测到的γ暴不同能道流量间的相关性，提出新的γ暴能谱硬度系数的定义，并分析其分布特征，进一步证实了γ蛤谱硬度系数与持续时间之间的反相关性，并对这个反相关性提出新的解释，软谱长暴，短暴硬谱，同时，从定量上给出按谱硬度系数对γ暴进行分类的依据，提出了γ暴新的分类方法。     

半月科技要闻

国际新闻天文学家记录肉眼可见最大γ射线暴(图)2008年3月19日的凌晨时分,天文学家观测到一次跨越大半个宇宙的γ射线暴——其亮度超过1000亿个太阳的总和,方向直指地球。一个由93名科学家组成的国际研究小组     

特殊伽玛暴及伽玛暴的特殊辐射成分

伽玛射线暴(伽玛暴)的探测从其被发现以来,已经获得了大量的伽玛射线观测结果以及多波段的余辉观测结果,但是X射线能区的爆发阶段的瞬时辐射还比较缺乏观测数据.爱因斯坦探针(EP)是软X射线能区(0.5–4 keV)的大视场(1.1 sr)望远镜,为伽玛暴的X射线瞬时辐射的观测带来全新的时间窗口.本文讨论了EP对富X射线辐射的特殊伽玛暴或伽玛暴的特殊辐射成分进行了预期研究,特别是研究了X射线闪、低光度伽玛暴、超长伽玛暴和伽玛暴的先兆辐射.我们发现,EP预期能每年探测到约810个伽玛暴类爆发事件,其中95%为能谱较软的X射线闪,将近1%为典型伽玛暴;EP预期能每年探测到0.2–8个低光度伽玛暴,具体探测率依赖于低光度暴能谱硬度的分布;EP预期每年至少能探测到20–200个超长伽玛暴;EP有望探测到大量的、目前人们非常缺乏了解的伽玛暴先兆辐射,至少每年80个事件.综合这些情况,预计EP将对伽玛暴的分类、前身星特性、爆发机制和喷流特性等方面的研究具有重要意义.     

X射线耀发:γ射线暴中心引擎的晚期演化

选取Swift卫星从2005年5月—2015年4月间观测的具有显著X射线耀发的已知红移的γ射线暴,共200个X射线耀发,分析γ暴本身的各向同性能Eγ,iso和晚期每个X射线耀发0.3~10 ke V波段的各向同性能E_(X,iso),比较它们的演化。研究发现:Eγ,iso和E_(X,iso)的分布没有显著区别,并且都满足高斯分布,但是Eγ,iso比E_(X,iso)高两个数量级。对γ暴本身和X射线耀发平均流量分布的统计结果显示,γ暴本身的流量也比X射线耀发高两个数量级。说明X射线耀发可能是中心引擎在晚期的活动产生的,但是中心引擎的活动在后期不断衰减,引起总的能量在降低。     

引力波事件GW170817的电磁对应体

2017年8月17日,激光干涉引力波天文台(LIGO)首次探测到来自双中子星合并的引力波GW170817.伴随GW170817的短伽玛射线暴与千新星也分别在1.74 s后和10.9 h后被伽玛射线卫星和光学望远镜探测到.对这些电磁对应体的观测与研究首次证实双中子星并合会产生大量重元素并形成千新星.通过相关理论与观测的比较,人们对于双中子星并合的中心引擎、短伽玛暴喷流的特性以及并合产生的抛射物性质等一系列重要的天体物理学问题进行了空前深入的研究.本文介绍伴随GW170817的各类电磁波对应体的性质,并探讨这些电磁波对应体的物理起源.     

TeV耀变体的高能伽玛射线辐射研究

基于双幂率电子谱,考虑了源内极端相对论性电子的逆康普顿散射过程和源外极端相对论性质子与背景光子相互作用(pγ相互作用)对高能伽玛射线辐射能谱的贡献。结合Fermi-LAT最新的观测结果,假定一个合理的电子谱和质子谱,将模型应用于TeV耀变体PKS 2155-304宁静态下的多波段辐射能谱。研究结果表明,上述过程能产生PKS 2155-304宁静态下的多波段辐射能谱,且pγ相互作用产生的次级辐射对高能伽玛射线能谱有明显的贡献。     

一种对伽玛暴瞬时谱的新解释

研究了幂律分布电子的同步曲率辐射在伽玛暴（gamma-ray burst,GRB）的物理条件下的表现,并用同步曲率辐射机制代替同步辐射来解释伽玛暴的瞬时谱,尤其是那些出现拐点和高能过剩的谱,还拟合了几个实际的有拐点和高能过剩的伽玛射线暴的瞬时谱.从中可以看出,同步曲率辐射机制对整个瞬时谱能够做出统一和合理的解释.在对高能过剩部分的解释中,同步曲率辐射机制不需再人为引入任何其他机制,因此可调参数少.此外,该机制还能对发射区磁场给出更加详细的描述,尤其是对磁场的曲率半径有了严格的约束,因此对磁场的形成机制给出严格的限制,支持了磁场产生于激波的理论模型.将来对更高能部分的更精细的观测将能够对我们的模型进行进一步检验.最后用同步曲率辐射对GRB 941017的谱的瞬时谱部分的演化进行了拟合和讨论.