伽玛射线暴：余辉激波模型含时参数扩展和EEP检验
发布时间：2022-09-17 10:52
伽玛射线暴（Gamma-ray burst,或GRBs）及其余辉（Aftergolws）是观测到的重要天文现象,研究它们,对于我们理解一大类的天体物理现象和过程——如伽玛暴中心引擎、活动星系核（AGN）喷流（它们的物理机制具有类似性）。而且,我们可以用天文观测来检验基本物理理论（如广义相对论、宇宙学原理等）。伽玛射线暴及其余辉的研究要涉及诸多物理机制,如:辐射机制、流体力学、激波加速带点电粒子、狭义相对论集束效应等（研究伽玛暴中心引擎或吸积盘时,还要考虑广义相对论效应）;在研究其物理模型中,要涉及繁冗的代数计算——传统的手动计算变得越来越困难,所幸由于计算机科学的进步,我们现在可以用符号计算系统能很好地解决它。本文内容包括伽玛暴余辉标准模型的含时参数扩展以及一个相关应用,即用伽玛暴的线偏振来检验爱因斯坦等效原理（EEP）。本文的特点是:（1）对物理概念与模型的阐述,我们取了须用到物理概念的“最小集合”,以期更容易理解。（2）简化计算的过程、凸显物理图像。（3）应用计算机代数系统Maple。文中有Maple介绍及我们的工作程序（附录2）。基于以上几点,我们力图提供一个合用的工作框架。第一...
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 伽玛射线暴及其余辉概述及研究方法说明
1.1 伽玛暴及其余辉的发现和基本观测特征
1.2 伽玛暴及其余辉的激波模型的基本图像
1.3 方法的说明
1.4 本章小结
2 相关物理机制
2.1 狭义相对论观测效应——集束
2.1.1 运动学关系
2.1.2 与观测关联诸物理量的变换
2.2 极端相对论球对称理想流体的BLANDFORD-MCKEE自相似解：相似变量
2.3 极端相对论火球的动力学标度关系
2.4 同步辐射与康普顿散射
2.4.1 同步辐射
2.4.2 同步辐射的自吸收
2.4.3 康普顿散射和逆康普顿散射
2.5 参数化后牛顿近似工作框架的基本思路
2.6 本章小结
3 伽玛暴余辉激波模型：含时参数扩展
3.1 课题介绍
3.2 余辉的动力学标度关系和特征参数
3.2.1 余辉火球的动力学标度关系
3.2.2 余辉的典型的频率和冷却频率
3.2.3 余辉中相对论电子的同步自吸收
3.2.4 各种情况下的流密度
3.3 结果展示与拟合应用
3.3.1 结果展示
3.3.2 应用：拟合GRB 060607A的余辉
3.3.3 本节讨论
3.4 本章小结
4 用伽玛暴的线偏振检验爱因斯坦等效原理
4.1 课题简介
4.2 方法的说明
4.3 应用于伽玛射线暴
4.4 本章小结
5 总结和展望
5.1 总结
5.2 课题展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2-1 伽玛暴余辉正向激波模型Maple代码
附录2-2 用Maple解微分方程：相似变量法简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]A two-component jet model based on the Blandford-Znajek and Blandford-Payne processes[J]. Wei Xie 1 , Wei-Hua Lei 1 , 2 , Yuan-Chuan Zou 1 , Ding-Xiong Wang 1 , Qingwen Wu 1 and Jiu-Zhou Wang 1 1 School of Physics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China; 2 Department of Physics and Astronomy, University of Nevada Las Vegas, 4505 Maryland Parkway, Box 454002, Las Vegas, NV89154-4002, USA. Research in Astronomy and Astrophysics. 2012(07)
[2]A Detailed Study on the Equal Arrival Time Surface Effect in Gamma-Ray Burst Afterglows[J]. Anna Yuen Lam Wong,Kwong Sang Cheng. Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics. 2007(03)
本文编号：3679093
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 伽玛射线暴及其余辉概述及研究方法说明
1.1 伽玛暴及其余辉的发现和基本观测特征
1.2 伽玛暴及其余辉的激波模型的基本图像
1.3 方法的说明
1.4 本章小结
2 相关物理机制
2.1 狭义相对论观测效应——集束
2.1.1 运动学关系
2.1.2 与观测关联诸物理量的变换
2.2 极端相对论球对称理想流体的BLANDFORD-MCKEE自相似解：相似变量
2.3 极端相对论火球的动力学标度关系
2.4 同步辐射与康普顿散射
2.4.1 同步辐射
2.4.2 同步辐射的自吸收
2.4.3 康普顿散射和逆康普顿散射
2.5 参数化后牛顿近似工作框架的基本思路
2.6 本章小结
3 伽玛暴余辉激波模型：含时参数扩展
3.1 课题介绍
3.2 余辉的动力学标度关系和特征参数
3.2.1 余辉火球的动力学标度关系
3.2.2 余辉的典型的频率和冷却频率
3.2.3 余辉中相对论电子的同步自吸收
3.2.4 各种情况下的流密度
3.3 结果展示与拟合应用
3.3.1 结果展示
3.3.2 应用：拟合GRB 060607A的余辉
3.3.3 本节讨论
3.4 本章小结
4 用伽玛暴的线偏振检验爱因斯坦等效原理
4.1 课题简介
4.2 方法的说明
4.3 应用于伽玛射线暴
4.4 本章小结
5 总结和展望
5.1 总结
5.2 课题展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2-1 伽玛暴余辉正向激波模型Maple代码
附录2-2 用Maple解微分方程：相似变量法简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]A two-component jet model based on the Blandford-Znajek and Blandford-Payne processes[J]. Wei Xie 1 , Wei-Hua Lei 1 , 2 , Yuan-Chuan Zou 1 , Ding-Xiong Wang 1 , Qingwen Wu 1 and Jiu-Zhou Wang 1 1 School of Physics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China; 2 Department of Physics and Astronomy, University of Nevada Las Vegas, 4505 Maryland Parkway, Box 454002, Las Vegas, NV89154-4002, USA. Research in Astronomy and Astrophysics. 2012(07)
[2]A Detailed Study on the Equal Arrival Time Surface Effect in Gamma-Ray Burst Afterglows[J]. Anna Yuen Lam Wong,Kwong Sang Cheng. Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics. 2007(03)
本文编号：3679093
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