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伽玛暴初始洛仑兹因子和中心引擎的活动时标

作　者: 仪双喜
导　师: 梁恩维
学　校: 广西大学
专　业: 理论物理
关键词: 伽玛射线暴早期光学余辉火球模型中心引擎
分类号: P172.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
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内容摘要

本文首先简要介绍近年来伽玛暴的观测和理论进展,特别是Swift和Fermi卫星发射以来所取得的一些重大突破和对伽玛暴新的认识,随后细致阐述我们基于观测数据对伽玛暴火球初始洛仑兹因子和中心引擎活动时间分析的研究结果。伽玛暴火球是极端相对论性的,初始洛伦兹因子是很重要的物理参量。按照火球标准模型,在薄壳层情形下,火球被周围介质减速而在早期余辉中呈现一个显著的光滑鼓包。该鼓包的峰值时间tp可以用以限定火球初始洛伦兹因子。我们细致地研究了具有早期光学和X射线余辉光变中呈现光滑鼓包成份的伽玛暴,计算这些暴火球初始洛仑兹因子Γ0和减速半径Rd,发现Γ0=100—300左右和Rd=2×1017cm左右。我们发现了各向同性能量和初始洛仑兹因子之间存在紧密的关系,r0≈182 E0.25/iso,r,52。这个关系不仅对伽玛暴辐射物理提供强的限制,而且提供了估算长暴的初始洛伦兹因子经验公式。伽玛暴中心引擎活动时标是伽玛暴分类的重要参量。Swift卫星的观测对以暴本身辐射持续时间的分类法提出了严峻挑战,因为Swift卫星观测到暴后显著的x射线耀发。我们以最后一个X射线耀峰值时刻来标定中心引擎的活动时间TCE,发现三分之一伽玛暴在瞬时辐射结束后没有明显的耀发活动,而是呈现幂律衰减,对于这些伽玛暴T90可以很好的表征中心引擎的活动时间TCE,但是三分之二的暴是在暴后有明显的x射线耀发活动。在此类样本中有5个特殊伽玛暴,在BAT到XRT整个过程中都是比较剧烈的脉冲和耀发(例如GRB 050724),没有明显的外激波辐射成分。中心引擎的活动时间TCE从几秒到天的数量级不等,也没有出现所谓的双峰分布。我们的结果表明中心引擎的活动时间TCE可能远远大于强,BATSE时期的T90双峰分布可能是由于仪器的选择效应所造成的。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章伽玛射线暴及其余辉研究现状概述  10-33
  1.1 伽玛暴及其余辉的观测特征  11-24
    1.1.1 伽玛暴的瞬时辐射及其光变曲线  11-13
    1.1.2 伽玛暴的能谱  13-15
    1.1.3 伽玛暴的分类  15-17
    1.1.4 伽玛暴早期余辉的观测  17-20
    1.1.5 伽玛暴晚期余辉的观测  20-22
    1.1.6 伽玛暴中的一些经验关系  22-24
  1.2 伽玛暴及其余辉标准模型简介  24-33
    1.2.1 火球模型  24-26
    1.2.2 内外激波模型  26-28
    1.2.3 伽玛暴余辉的标准模型  28-31
    1.2.4 伽玛暴的起源和能源机制  31-33
第二章伽玛暴初始洛仑兹因子的估算和Γ_0～E_(r,iso)关系  33-55
  2.1 引言  33-34
  2.2 样本的选择和光变曲线的拟合  34-40
  2.3 余辉平滑鼓包的特征以及它们之间的相关性  40-44
  2.4 估算初始洛仑兹顺子和紧密的Γ_0～E_(r,iso)关系  44-52
    2.4.1 估算初始洛仑兹因子和减速半径  44-48
    2.4.2 Γ_0～E_(r,iso)关系含义和与Fermi组估算Γ_0结果的比较  48-52
  2.5 早期光学辐射和X射线辐射起源的讨论  52-53
  2.6 小结  53-55
第三章伽玛暴中心引擎的活动时间研究  55-70
  3.1 引言  55-56
  3.2 样本的搜集与选择标准  56
  3.3 从X射线辐射角度研究伽玛暴中心引擎活动时标  56-65
    3.3.1 关于T_(90)约等于T_(CE)样本的讨论  57-60
    3.3.2 关于T_(90)小于T_(CE)样本的讨论  60-65
  3.4 中心引擎的活动时间和伽玛暴长短暴分类的讨论  65-69
  3.5 小结  69-70
第四章工作总结和展望  70-73
参考文献  73-85
附录  85-102
致谢  102-104
攻读学位期间作者发表论文情况  104-105
作者论文他引情况汇总  105

伽玛暴初始洛仑兹因子和中心引擎的活动时标

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