| 题名 | 硕士论文-伽玛射线暴的时变分析 |
| 作者 | 申荣锋 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2003 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李惕碚 |
| 关键词 | 伽玛射线天文学 伽玛射线暴 时变 功率谱 |
| 学位专业 | 粒子物理与原子核物理 |
| 中文摘要 | 伽玛射线暴（简称伽玛暴），是宇宙空间中伽玛射线突然、短暂的增亮现象，在1967年首次被发现以来，就一直是一个极具吸引力的谜。伽玛暴的距离是人们了解它的过程中的一个主要难题。直到六年前，归功于意大利和荷兰的BePPoSAx卫星的贡献，人们才发现了伽玛暴的余辉，确认出伽玛暴（至少长持续时间的暴）是来自于宇宙学距离的。伽玛暴研究已经成为天体物理学中一个焦点领域，吸引着许多各方面的天体物理学家。由观测表明，典型的长暴是发生在红移之～0.5-2的星系的恒星形成区内。现在普遍认为，伽玛暴具有异常巨大的能量输出（～10~（51-53）ergs），伴随着极端相对论(洛仑兹因子Γ～10~2-10~3）的动力学过程。为解释复杂多变的伽玛暴本身辐射的光变曲线以及观测到的余辉，流行的所谓"内一外激波"模型认为，中心爆发源间歇地喷发出相对论性的物质壳层，这些壳层具有不相等的洛仑兹因子，快的壳层追赶上慢的壳层后发生碰撞，产生激波，加速电子在磁场中产生伽玛暴本身辐射；壳层继续膨胀与外部介质相互作用产生激波，导致余辉。由于余辉的观测比较丰富，因此余辉的研究相对暴本身辐射机制和能源机制要容易，现在已经建立起一个标准模型一冲击波模型。相对而言，伽玛暴本身辐射的模型还远未成熟，对前身星的了解则更为有限。本论文的研究集中于伽玛暴本身辐射的时变分析。复杂而不规则的光变曲线是伽玛射线暴的显著特征之一，基于现有的"内激波"模型，本论文主要利用CGRO／BATSE的观测数据，应用功率密度谱的方法，对伽玛暴的时变特征进行研究。第一章是伽玛暴领域的简述，侧重于伽玛暴在余辉产生前的阶段的观测特征和理论模型，并包括一个对伽玛暴时变研究领域的简要评述。第二章是对CGRO和BATSB仪器及数据的介绍。和其它常见的高能天文卫星如RXTE、Chandra或XMM不同，CGRO／BATSB的数据，尤其是时变数据，都经过预先的整理，研究者一般不需要利用特别复杂的处理软件，对仪器的了解也不必很深入，因此这一部分的介绍比较简略。第三章和第四章分别介绍了作者自己的工作。第三章分析了Balastegui等（2001）应用神经网络方法划分出的两类长伽玛暴的平均傅里叶功率谱（PDS）。两类暴的平均PDs都具有明显的幂律谱结构，这个结果可能暗示了这两类暴的爆发过程中都存在一个在较宽时间尺度范围内具有自相似特征的物理过程。对两类暴分别按亮度和能谱硬度分组，计算各组的平均功率谱，两类暴都具有平均功率谱随亮度和能谱硬度的增加而变平的趋势，对此进行了一些讨论。另外还详细论证了宇宙学时间拉伸效应不会改变伽玛暴的平均傅里叶功率谱的形状。在第四章，我们对410个长暴样本，通过直接在时域上计算它们的功率密度谱，首次定义并确定了每个暴的特征光变时标。特征光变时标的分布是一双峰分布，表明长暴可能由具有不同本征特征光变时标的两类暴构成。平均的特征光变时标随暴的亮度增加呈减小的趋势，如果假设伽玛暴是标准烛光，这一结果验证了伽玛暴的宇宙学起源引起的时间拉伸效应。在一定的宇宙学模型下，我们还给出了这些一长暴的红移分布值。最后，在第五章，结合整个伽玛暴研究领域，对时变分析方面进行了总结，并作了一定的展望。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 粒子物理与原子核物理 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209710]  |
| 专题 | 粒子天体物理中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 申荣锋. 硕士论文-伽玛射线暴的时变分析[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2003. |
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