伽玛射线暴余辉能量注入和喷流结构的研究
发布时间：2021-04-04 01:14
本论文主要研究伽玛射线暴（简称伽玛暴）的余辉,关注其中的能量注入行为和喷流结构。首先,针对余辉阶段的能量注入,我们主要关注中心引擎存在多次爆发现象的伽玛暴,研究其外激波的能量注入行为,包括对注入的时间以及注入形式的研究。在能量注入时间的研究上,我们发现能量注入时间（tb）依赖于晚期喷流洛伦兹因子（Г1et,2）和伽玛暴暴周密度（n）。当Гjet,2和n偏大时,tb近似等于晚期喷流被我们观测到的时间（tjet）;当Гjet,2和n偏小时,tb远大于tjet。基于这样的依赖关系,我们估算出GRB 160625B主暴的洛伦兹因子:星风情况下主暴的洛伦兹因子为107左右;星际介质情况下主暴的洛伦兹因子为220左右。在注入形式的研究上,我们以GRB 111209A为例子,讨论其能量注入的形式,并认为其能量注入是按照X射线鼓包的光度进行演化。通过这样的能量注入形式,我们重现了该暴晚期的再明亮现象。其次,我们考虑喷流存在进动的情况下,其余辉阶段可能会出现怎样的喷流结构。我们基于蒙特卡洛随机数方法计算存在进动下的喷流,其最终结构。喷流的最终结构与进动角度有关系。若在进动过程中喷流功率恒定,我们得到了幂...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
伽玛暴的基本物理图像梢自林达斌PpT)
这阶段火球中的快慢壳层发生碰撞，并产生内激波。内激波通过辐射耗散能量，使得火??球洛伦兹因子衰减。内激波结束后，火球又以另一个恒定的洛伦兹因子滑行。最终火球??扫过星际介质，进入持续的减速阶段。整个过程如图１－２所示，可以看到在这过程中出??现了多个特征半径，其中就包括光球层半径ｉ？ｐｈ和减速半径ｉ？ｄｅｅ。??首先，光球层位置定义为光子在传播过程中光深为一的地方，也就是］ｄｒ?＝?１，??那么光球层的半径就是这个地方与中心天体的距离。如果光球层的半径ｉ？ｐｈ大于火球的??滑行半径札，光子在逃离前，火球的洛伦兹因子己经到达最大值；如果光球层的半径／？ｐｈ??小于火球的滑行半径大多数的光子在火球的洛伦兹因子到达预期的最大值前己经逃??离，这会使得火球的洛伦兹因子无法达到最大值。令ｉ？ｐｈ?＝?ｉ？ｅ，可以得到７７?＝?＾其中７？??为最大的火球洛伦兹因子。如果卩／仏＜?１，对应Ｒｐ／ｌ?＞?＆的情况；如果＞?１对应Ｒｐｈ?＜??＆的情况。通过这样的比较，光球层的特征可以描述为［６２］??７??
结构依赖磁轴与中心天体的旋转轴是否重合（不考虑喷流进动的情况）。考虑磁轴与中心??天体的旋转轴重合与不重合两种情况，磁场的结构有：（１）螺旋结构（Ｈｅｌｉｃａｌ）；?（２）条纹风??结构［６４］（Ｓｔｒｉｐｅｄ－Ｗｉｎｄ）；?（３）斑点结构［６５］（３＼１３职６１化８１（＾），如图１－３所示。当磁轴??ｆ?｜??图１－３．波印廷流中的磁场的结构。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３．?Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐｏｙｎｔｉｎｇ?ｆｌｏｗ．??（取自?Ｓｐｒｕｉｔ?ｅｔ?ａｌ．?２００１；?Ｌｉ?ｅｔ?ａｌ．?２００６）［１６３］??与中心天体的旋转轴重合时，磁场的结构为螺旋结构，也就是第一幅子图的情况。这种??磁场的结构和黑洞高吸积系统有关。条纹风结构在磁轴和系统旋转轴不重合的情况下形??成，如第二幅子图所示。这种结构类似于脉冲星的磁场结构，其中心引擎可能是一个毫??秒磁星。当伽玛暴的喷流和中心引擎分离后，磁场线也和中心引擎失去联系。这种情形??下，如果喷流在一个小角度内准直的向外喷射，那么所形成的磁场结构可能是斑点结构，??如第三幅子图所示。??喷流膨胀中如果忽略磁耗散，磁流应该是守恒的，对于极向磁场的结构ｆｉｐｏｃｒ－２，??而对于环向磁场的结构（磁场线在垂直于喷流运动方向的平面上ｏｃｒ－１，这说明Ｓｐ比??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Afterglow from GRB 070610/Swift J195509.6+261406:An explanation using the fireball model[J]. KONG SiWei & HUANG YongFeng Department of Astronomy,Nanjing University,Nanjing 210093,China. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2010(S1)
本文编号：3117452
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
伽玛暴的基本物理图像梢自林达斌PpT)
这阶段火球中的快慢壳层发生碰撞，并产生内激波。内激波通过辐射耗散能量，使得火??球洛伦兹因子衰减。内激波结束后，火球又以另一个恒定的洛伦兹因子滑行。最终火球??扫过星际介质，进入持续的减速阶段。整个过程如图１－２所示，可以看到在这过程中出??现了多个特征半径，其中就包括光球层半径ｉ？ｐｈ和减速半径ｉ？ｄｅｅ。??首先，光球层位置定义为光子在传播过程中光深为一的地方，也就是］ｄｒ?＝?１，??那么光球层的半径就是这个地方与中心天体的距离。如果光球层的半径ｉ？ｐｈ大于火球的??滑行半径札，光子在逃离前，火球的洛伦兹因子己经到达最大值；如果光球层的半径／？ｐｈ??小于火球的滑行半径大多数的光子在火球的洛伦兹因子到达预期的最大值前己经逃??离，这会使得火球的洛伦兹因子无法达到最大值。令ｉ？ｐｈ?＝?ｉ？ｅ，可以得到７７?＝?＾其中７？??为最大的火球洛伦兹因子。如果卩／仏＜?１，对应Ｒｐ／ｌ?＞?＆的情况；如果＞?１对应Ｒｐｈ?＜??＆的情况。通过这样的比较，光球层的特征可以描述为［６２］??７??
结构依赖磁轴与中心天体的旋转轴是否重合（不考虑喷流进动的情况）。考虑磁轴与中心??天体的旋转轴重合与不重合两种情况，磁场的结构有：（１）螺旋结构（Ｈｅｌｉｃａｌ）；?（２）条纹风??结构［６４］（Ｓｔｒｉｐｅｄ－Ｗｉｎｄ）；?（３）斑点结构［６５］（３＼１３职６１化８１（＾），如图１－３所示。当磁轴??ｆ?｜??图１－３．波印廷流中的磁场的结构。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３．?Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐｏｙｎｔｉｎｇ?ｆｌｏｗ．??（取自?Ｓｐｒｕｉｔ?ｅｔ?ａｌ．?２００１；?Ｌｉ?ｅｔ?ａｌ．?２００６）［１６３］??与中心天体的旋转轴重合时，磁场的结构为螺旋结构，也就是第一幅子图的情况。这种??磁场的结构和黑洞高吸积系统有关。条纹风结构在磁轴和系统旋转轴不重合的情况下形??成，如第二幅子图所示。这种结构类似于脉冲星的磁场结构，其中心引擎可能是一个毫??秒磁星。当伽玛暴的喷流和中心引擎分离后，磁场线也和中心引擎失去联系。这种情形??下，如果喷流在一个小角度内准直的向外喷射，那么所形成的磁场结构可能是斑点结构，??如第三幅子图所示。??喷流膨胀中如果忽略磁耗散，磁流应该是守恒的，对于极向磁场的结构ｆｉｐｏｃｒ－２，??而对于环向磁场的结构（磁场线在垂直于喷流运动方向的平面上ｏｃｒ－１，这说明Ｓｐ比??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Afterglow from GRB 070610/Swift J195509.6+261406:An explanation using the fireball model[J]. KONG SiWei & HUANG YongFeng Department of Astronomy,Nanjing University,Nanjing 210093,China. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2010(S1)
本文编号：3117452
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3117452.html
