伽马射线暴X射线余辉中星风—星际介质转变的行为

伽马射线暴(GRB)暴周环境是研究伽马暴物理的重要手段。其余辉的斜率"由陡变平"的行为可以用伽马暴暴周环境由星风向星际介质转变来解释,但至今还缺乏系统的样本搜寻。基于外激波模型,对2004年～2018年Swift卫星观测的X射线余辉进行系统的搜寻,寻找具有星风—星际介质转变特征的GRB,发现了6个GRB具有星风—星际介质转变的特征。对其进行模型拟合后,得到了一组最佳拟合结果相应的物理参数。结果表明:①星风—星际介质转变时间一般在暴后800～2 000 s,转变半径R_t在10~(16)～10~(17)cm,密度跳跃参数在4～10,电子谱指数p在2.1～2.6;②它们的各向同性动能E_(k,iso)在10~(53)～10~(54) erg,与一般长暴的典型值相比要小一些;③具有星风—星际介质转变的GRBs在喷流张角比较大,大部份大于10°。     

GRB 980703射电、光学和红外余辉的数值模拟研究

GRB 980703有丰富的多波段余辉观测数据. 特别是它的射电余辉非常明亮以至于在爆发后1000多天还能被观测到. 此外, 它的多波段余辉光变曲线中没有特殊的特征, 也就是说没有增亮、平台、快速衰减或缓慢衰减等现象. 以上这些特点使得GRB 980703成为伽玛暴研究领域中一个十分难得的样本. 在本文中利用GRB 980703的观测数据来详细地检验伽玛暴余辉的标准火球模型, 计算结果表明火球模型可以满意地解释伽玛暴多波段余辉光变曲线的行为. 拟合得到的GRB 980703的物理参数如下： 喷流的半张角约为Θ0≈0.23 radian; 暴周围环境介质密度约为n≈27cm-3; 火球各向同性总能量约为E0≈3.8×1052 ergs; 伽玛暴寄主星系对视线方向的消光贡献约为AV≈2.5 mag.     

不同喷流模型的伽玛暴射电余辉研究

伽玛射线暴(又称伽玛暴)余晖对应的外流物质结构可用锥形模型、柱形模型或者双成份喷流模型来描述。随着世界上最大的单口径球面射电天文望远镜(FAST)的建成,利用大望远镜在射电波段甄别这些不同的伽玛暴余辉喷流模型将成为可能。本文将研究这些不同喷流模型的射电余晖光变曲线,并探讨FAST望远镜对这些类型伽玛暴余晖探测的可能性。     

同步自吸收对Gamma射线暴余辉的影响

考虑同步自吸收效应后,讨论了Gamma射线暴余辉的谱并展示了Gamma射线暴GRB970508余辉在光学波段的光变曲线,尽管光学余辉很复杂,所得到的结果仍然与观测结果符合的很好,因此不管是在火球＋激波模型还是在喷流模型中,都应该全面地研究同步自吸收效应和内部能源机制,以使理论计算更好的拟合观测到的光变曲线。     

各向同性火球中考虑同步自吸收的伽玛暴余辉

基于Huang,Y．F．等人的统一动力学模型，研究了星际介质环境下各向同性火球所抛壳层的动力学量随时间的演化，考虑了同步自吸收效应，用数值计算方法得到不同频率下随时间演化的伽玛暴余辉，同柱状喷流下伽玛暴余辉比较，得出相应结论．     

磁化喷流的正反激波动力学

伽玛射线暴是宇宙中最剧烈的伽玛射线爆发现象之一.由物质主导的激波过程已经被广泛的研究过.观测表明,伽玛射线暴爆发时所产生的喷流可能是磁化的,磁化喷流与星际介质相互作用产生的正反激波和以纯物质主导的喷流情形有很大不同.对比Zhang和Kobayashi在理想磁流体力学条件下给出了正反激波的解析解,本文推导了磁化喷流正反激波的一般动力学方程,并对一些关键参数作了数值求解.     

500m口径球面射电天文望远镜(FAST)对高红移伽玛暴余辉的探测

伽玛射线暴(简称伽玛暴)可以发生在很远的宇宙深处,其余辉(尤其射电余辉)的长时标发射使得长期观测成为可能,从而可测量其红移并证认宇宙学起源和研究寄主星系性质。随着红移的增大,伽玛暴射电余辉的流量密度也会随之减少,这对高红移伽玛暴的探测造成一定的困难。然而,500 m口径球面射电天文望远镜(FAST)具有很高的探测灵敏度,利于对暗弱的高红移暴的观测。我们利用余辉动力学模型分析了射电余辉流量密度随红移(距离)的变化关系,以此评估FAST对高红移射电余辉的观测能力,同时预测其对不同类型伽玛暴射电余辉的探测率。     

从谱演化方面的信息探讨 GRB 061007 的暴周环境

GRB 061007是一个明亮的、长时标的伽玛射线暴（简称伽玛暴）,其红移为1．261．一方面,Swift／XRT观测到的数据显示,此暴X射线波段的光变曲线呈现出单一幂率形态,且幂率指数αXRt=1．68±0．01．另一方面,经由Faulkes Telescope South（简写为FTS）提供的BVRi’多波段光学余辉数据,作者分析发现其各波段光变曲线的幂率指数αOptical均在1．6左右．拟合得到的2个波段幂率指数如此相近,也就意味着此暴的X射线波段和光学波段具有同一起源．作者通过分析X射线波段和光学波段的谱演化情况,探究GRB061007的暴周环境．分析的结果显示,X射线波段的谱指数JB没有演化,而光学波段的谱有向蓝端演化的趋势．根据其光学波段谱的演化趋势,推测此暴的暴周环境不是均匀介质,而应是星风环境．     

从谱演化方面的信息探讨GRB 061007的暴周环境

GRB 061007是一个明亮的、长时标的伽玛射线暴(简称伽玛暴),其红移为1.261.一方面,Swift/XRT观测到的数据显示,此暴X射线波段的光变曲线呈现出单一幂率形态,且幂率指数αXRT=1.68±0.01.另一方面,经由Faulkes Telescope South(简写为FTS)提供的BVRi'多波段光学余辉数据,作者分析发现其各波段光变曲线的幂率指数αOptical均在1.6左右.拟合得到的2个波段幂率指数如此相近,也就意味着此暴的X射线波段和光学波段具有同一起源.作者通过分析X射线波段和光学波段的谱演化情况,探究GRB 061007的暴周环境.分析的结果显示,X射线波段的谱指数β没有演化,而光学波段的谱有向蓝端演化的趋势.根据其光学波段谱的演化趋势,推测此暴的暴周环境不是均匀介质,而应是星风环境.     

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.