伽瑪暴能譜和伽瑪暴宇宙學(xué).pdf

1、本文首先簡(jiǎn)要概述了伽瑪射線暴及其余輝的觀測(cè)特征和理論研究現(xiàn)狀，然后詳細(xì)介紹本人在攻讀碩士學(xué)位期間在伽瑪暴譜能演化性質(zhì)和伽瑪暴宇宙學(xué)方面的研究結(jié)果。
　　 利用Fermi衛(wèi)星的多波段觀測(cè)數(shù)據(jù)，我們分析了Fermi/GBM儀器所觀測(cè)到的51個(gè)明亮長(zhǎng)暴和11個(gè)短暴的時(shí)間分辨譜，并研究了同一個(gè)暴中的Ep演化行為。我們的樣本中有8個(gè)單脈沖長(zhǎng)暴，其中5個(gè)暴的譜是由硬變軟，3個(gè)暴的譜是跟隨流量的變化。多脈沖長(zhǎng)暴的譜演化更加復(fù)雜。在多脈沖暴的第

2、一個(gè)脈沖里，差不多有半數(shù)暴的譜是由硬變軟，另一半的譜是跟隨流量的變化。大部分晚期脈沖的譜都是跟隨流量強(qiáng)度的變化，但也有2個(gè)暴的第二個(gè)獨(dú)立脈沖是由硬變軟的。統(tǒng)計(jì)上可以看出，由硬變軟的脈沖光變一般是快上升慢下降，比跟隨流量變化的脈沖更加趨向于不對(duì)稱(chēng)。時(shí)間分辨率取16毫秒的短暴都是譜跟隨流量強(qiáng)度的變化。通過(guò)模擬分析，我們發(fā)現(xiàn)至少有部分跟隨流量變化的晚期脈沖是由硬變軟的脈沖相互疊加造成的。但是，一些多脈沖長(zhǎng)暴的第一個(gè)脈沖和單脈沖暴確實(shí)存在跟隨流

3、量變化的譜演化行為，說(shuō)明這種演化方式是一個(gè)獨(dú)立的成分。對(duì)于有測(cè)量到紅移的伽瑪暴，我們分析了它們時(shí)間分辨譜的Ep-Lγ，iso關(guān)系，發(fā)現(xiàn)該關(guān)系的斜率、彌散度都和時(shí)間積分譜的Amati/Yonetoku關(guān)系相一致。我們討論了關(guān)于Ep演化的各種輻射機(jī)制模型，包括伽瑪暴的噴流進(jìn)動(dòng)。觀測(cè)數(shù)據(jù)似乎對(duì)這些模型都提出了挑戰(zhàn)，但它們對(duì)揭開(kāi)伽瑪暴瞬時(shí)輻射的本質(zhì)至關(guān)重要。
　　 伽瑪暴的噴流張角θj對(duì)紅移z有一定的依賴(lài)性，高紅移處的噴流張角相對(duì)較小，

4、而低紅移處的噴流張角又相對(duì)較大。這種演化特征是基于目前觀測(cè)樣本的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。然而我們知道觀測(cè)樣本不可避免地要受到儀器選擇效應(yīng)的影響。我們利用Bootstrapping方法探討是否能用儀器選擇效應(yīng)來(lái)解釋噴流張角對(duì)紅移的依賴(lài)性。我們考慮了各種選擇效應(yīng)，包括流量閾值、儀器觸發(fā)效率、噴流張角剛好指向儀器視角的概率和紅移的測(cè)量概率。我們的模擬結(jié)果能夠很好地重現(xiàn)觀測(cè)上的θj-z依賴(lài)性，表明這種依賴(lài)性是儀器選擇效應(yīng)造成的。
　　 隨著探測(cè)到高紅