伽马暴火球减速与喷流拐折关系及伽马暴与快速射电暴空间成协的研究

发布时间：2020-11-03 07:46

　　 伽马射线暴(简称伽马暴,缩写GRB)起源于大质量恒星晚期坍缩或者致密双星并合的过程,是发生在宇宙学距离、恒星层次且极端高能的伽马射线爆发现象,是迄今为止观测到的最强烈的爆发事件。GRB事件为检验和发展物理理论提供了重要实验室。基于观测数据得到的GRB光度经验关系是研究GRB物理和宇宙学的重要手段,本论文寻找GRB火球减速与喷流拐折的关系,研究其物理起源。此外,快速射电暴(缩写FRB)是一类可能与GRB成协的暂现源,但目前还没有确切的观测表明FRB与GRB成协。本论文从空间分布的角度出发,寻找FRB与GRB成协的可能性,以期为研究FRB的物理起源提供线索。为了系统研究GRB火球减速与喷流拐折的关系,本论文从文献和GCN等途径收集了270多个GRB的光学观测数据,在此基础上寻找同时具有火球减速与喷流拐折特点的GRB。通过光变曲线的经验函数对光学余辉的成分进行剖析,并基于外激波模型时域与频域的闭合关系对样本进行筛选,共得到10候选体样本:(1)同时具有显著火球减速的光学鼓包和喷流拐折成分的GRB共有6个;(2)火球减速的光学鼓包峰值隐藏在反向激波光学闪之下,且后期同时具有喷流拐折特征的GRB有4个。通过这10个候选体的各向同性光度Liso、火球初始沦兹因子Γ0、以及暴源系下谱峰值能量Ep,z、火球开始减速的时间To,z和喷流拐折的时间To,z和喷流拐折的时间Tb,z等数据,得到了:Liso/erg/s=10(48.02±1.76)(Ep,z/keV)(1.88±0.43)Γ0(-0.44±1.15)、Liso/erg/s=10(46.39±1.27)(Ep,z/keV)(1.65±0.28)(Tb,z/s)(0.29±0.29)和Liso/erg/s=10(46.05±1.19)(Ep,z/keV)(1.81±0.25)(To,z/s)(0.56±0.39)。对比发现火球开始减速时的Γ0越大,则发生喷流拐折的时间Tb,z越早,两者有Γ0 ∝ Tb,z(-0.66±0.31)的关系;火球开始减速的时间To,z越晚,则喷流拐折的时间Tb,z也越晚,两者有Tb,z ∝To,z(1.93±0.54)的关系。为了研究FRB与GRB空间成协的情况,本文收集了截止到2019年1月的65个FRB事件及CGRO/BATSE、Fermi/GBM和Swift卫星探测到的6191个GRB事件的空间方位信息。从空间方位的角度出发,寻找可能与FRB成协的GRB。结果表明:(1)在空间位置探测精度较好的Swift样本中没有发现GRB与FRB空间位置重合;(2)在空间位置探测精度较差的CGRO/BATSE和Fermi/GBM样本中分别有369个和693个GRB与FRB样本的空间位置重合。在分析单个GRB与FRB事件成协的概率时发现,在两者定位中心的误差半径ER小于1°的情况下,发现有4个GRB有较大可能在空间位置上存在FRB与之成协。它们分别是:4B 940826与FRB 180324(ER=0.45°)、4B 951202 与 FRB 180110(ER=0.62°)、GRB 981203 与FRB 180315(ER=0.63°)及GRB 970723与FRB 160608(ER=0.75°)。随机模拟的结果表明:(1)基于总样本(6191个GRB),取空间位置误差为1°和0.1°时,分别得到46±6和3±2个GRB在方位上与观测到的FRB成协。(2)基于Swift样本的多次模拟发现,平均有0.4个GRB在位置上与观测到的FRB成协,这比较符合实际观测中没有GRB与FRB成协的结果。基于观测与模拟的结果,不能完全排除GRB与目前探测到的FRB成协的可能性。期待更多的FRB观测及其可能的与GRB联测,用以解决这个成协之谜。
【学位单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P159
【部分图文】：

大学硬士学位论文?伽马暴火球减速与喷流拐折关系及伽马暴与快速射电暴空间成协的量级［６］。??１９９１年卫星发射成功后，统计上得出ＧＲＢ的空间分布是各向同性的［７１，ＲＢ起源于宇宙学尺度（如果是银河系起源则应该集中在银盘上）。得出了?ＧＲＢ时间Ｔ９〇?（瞬时辐射的光子流量从５％到９５％的持续时间）存在一个以２秒为界双峰结构１８】（由此区分长暴Ｔ９〇＞２ｓ和短暴Ｔ９〇＜２ｓ）。对ＧＲＢ光子能谱的研宄发数ＧＲＢ能谱能用一个拐折幂律函数拟合（即所谓的Ｂａｎｄ函数州）。这一时期者提出了?ＧＲＢ的火球模型和内外激波模型框架，且预言了?ＧＲＢ余辉的存在［１Ｑ］

?ｖ＞（ａ－＾）ｖ〇??其中ｃｔ，０分别为光子谱的低能和高能谱指数，（ｃｔ－幻ＶＱ即为拐折能量。比较典型的??能谱如图１－３?（上图为Ｎ（幻光子谱、下图为能量谱）。统计发现《的典型值约为??—１，?Ａ的典型值约为—２．２，￡ｐ的典型值约为２５０ｋｅＶ［２９］。??４??

一般可以持续到瞬时辐射结束后数小时到数周。在能谱分析中发现Ｘ射线的能谱??可以平滑的连接瞬时辐射，故有人称Ｘ射线余辉为瞬时辐射的尾巴。张等人（２００６）［３Ｇ］提??出了?Ｘ射线余辉的标准光变曲线（见图１－４），他认为Ｘ射线余辉包含５个阶段：??快速衰减阶段：在ＧＲＢ瞬时辐射后期，Ｘ射线流量开始以幂律衰减的形式快速减??少，其衰减指数通常大于３，持续时间在几百到几千秒。这个阶段＃在剧烈的演化行为。??缓慢衰减阶段：在快速衰减阶段过后，Ｘ射线流量开始出现一个相对缓慢的下降过??程（也有可能出现Ｘ射线耀发，下文介绍），持续时间一般在几千秒左右，衰减的幂指??数约为０．５左右１＾，这一过程可能受能量注入的影响｜３１，３２１。??５??
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 周晓玉;;高炉喷吹煤粉粒度对流动性和喷流性的影响[J];中国钢铁业;2017年01期

2 张涵;吴达;王旭东;汪汝根;;微型脉冲固体火箭发动机侧喷流数值仿真[J];弹箭与制导学报;2016年06期

3 任淑杰;陈刚;刘永利;张庆兵;;侧向喷流非定常干扰效应研究[J];现代防御技术;2017年03期

4 钟迪春;曹红松;;飞行参数对火箭弹脉冲喷流效率的影响研究[J];计算机仿真;2015年02期

5 李澍达;;弹体侧向喷流流动干扰数值模拟与分析[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2015年01期

6 李亚超;阎超;张翔;孟军;;超声速横向喷流侧向控制的数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2015年06期

7 ;发现超大质量黑洞喷流中恒星形成证据[J];科学大观园;2017年09期

8 李娜;;中国大陆首报别样巨大喷流[J];科技导报;2013年03期

9 孔轶男;何开锋;王立新;钱炜祺;;增加喷流控制的飞翼飞机机动仿真[J];空气动力学学报;2013年02期

10 杨静;冯桂力;;中国大陆地区雷暴上方的巨大喷流[J];科学通报;2012年34期

相关博士学位论文 前10条

1 李雨桐;射电噪AGN的光变对称性观测及谱指数数值模拟研究[D];山东大学;2019年

2 王金龙;子母弹囊式抛撒流场数值仿真及子弹运动规律研究[D];南京理工大学;2017年

3 郑天媛;X射线双星及活动星系核喷流运动与光变的联合研究[D];华中科技大学;2017年

4 徐敏;大气层内拦截弹侧向喷流控制技术研究[D];西北工业大学;2003年

5 王长明;大兴安岭中南段喷流—沉积成矿特征与成矿预测[D];中国地质大学（北京）;2008年

6 刘佳佳;太阳大气多尺度喷流及相关的能量转换与输运[D];中国科学技术大学;2015年

7 邹伟;大口径塑料管道喷流堆砌成型机理与技术研究[D];华南理工大学;2016年

8 范效仁;西秦岭构造演化与喷流成矿研究[D];中南大学;2001年

9 高旭东;复杂旋转侧喷流场数值模拟[D];南京理工大学;2002年

10 郑艳芳;太阳高分辨数据评价与喷流/日浪的观测研究[D];中国科学院研究生院（云南天文台）;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 杨结万;伽马暴火球减速与喷流拐折关系及伽马暴与快速射电暴空间成协的研究[D];广西大学;2019年

2 黄保全;伽玛射线暴余辉能量注入和喷流结构的研究[D];广西大学;2019年

3 赖江;俯仰运动对导弹超声速横向喷流干扰特性影响研究[D];军事科学院;2019年

4 刘昀玥;双层类球介质微粒的聚光特性理论研究[D];四川师范大学;2018年

5 郭胜楚;活动星系核大尺度喷流结构的高能辐射机制研究[D];广西大学;2018年

6 杨威;基于埋入式喷流堆砌的PE管道成型过程机理研究[D];华南理工大学;2018年

7 黄世林;多种因素对细长三角翼摇滚特性影响的数值模拟研究[D];国防科学技术大学;2016年

8 李龙飞;超声速喷流舵面干扰特性数值模拟及分析[D];南京航空航天大学;2018年

9 李经警;横向射流入射对喷管尾喷流红外辐射及掺混特征的影响研究[D];南京航空航天大学;2018年

10 何飞;辐射管喷流换热器传热特性研究[D];重庆大学;2018年

本文编号：2868296