γ射线暴火球模型的研究

发布时间：2020-06-11 23:07

【摘要】： 本文在伽玛射线暴的标准火球模型的基础上，主要作了两个方面的研究工作：中心有脉冲星的火球模型和含有同步自吸收的火球模型。伽玛射线暴是一种高能量，短时标的γ射线突然爆发的天体物理现象。它是在二十世纪六十年代末偶然被发现的，至今它仍是天文学上的一大谜。1997年以来，由于意大利和荷兰合作研制的BeppoSAX卫星的杰出贡献，人们观察到了一些伽玛射线暴的余辉，证实了它们的宇宙学起源。余辉的观测也证实了火球模型的正确性，伽玛射线暴在其持续的几秒钟能量高达10~(50)—10~(54)尔格，不可避免地要形成一个以极端相对论速度向外膨胀的火球。本文详细介绍了伽玛射线暴的观测特性，余辉的观测，火球模型以及能源机制。接着讨论了中心有脉冲星的γ射线暴火球模型，假设在火球中心有一强磁场的毫秒级脉冲星，这个脉冲星将通过磁偶极辐射不断的供给火球能量。开始时注入的能量还很小余辉呈现衰减，，随着注入能量的增大，余辉会回升，最终随着磁偶极辐射的衰减，余辉再次衰减。我们选用合适的能量转化方程，计算出GRB970228和GRB000301的辐射谱，理论计算很好的拟合观测结果，解释了γ射线暴余辉的光变曲线含有平坦的特征，证明了中心脉冲星对火球余辉演化有重要影响。本文还研究了考虑同步自吸收的火球模型，电子对同步辐射光子的吸收过程有可能使原有的同步加速辐射谱形发生显著的变化，这就是同步加速自吸收。由于吸收系数随辐射光子频率的减小而快速增长，这一现象在同步辐射的低频段较为明显。计算出GRB970508的余辉，得到了光学波段和射电波段的光变曲线，计算结果和观测结果也符合的较好，解释了GRB970508的余辉光变曲线随时间先上升再下降的特征。
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：P172.3

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