《伽玛射线暴余辉及柱状喷流模型的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《伽玛射线暴余辉及柱状喷流模型的研究（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业论文题 目 : 天体物理 专业 2 0 0 1 级 硕士 生性名: 指导教师 ( 性名、职称 ) :伽玛射线暴 余辉及柱状喷流模型的研究 马海涛 黄永锋、副研究员摘要伽玛射线暴( G R B s ) 在1 9 6 7 年首次被探测到之后就吸引了 许多天体物理学家从事 这 个领域的研究， 接下来余辉的发现加速了 伽玛射线暴 研究的迅猛发展. 对G R B 9 7 0 2 2 8 的 余辉观测确定了 伽玛射线暴是发生在宇宙学距离上的事件， 典型红移 大致为 1 ， 进而我 们可以推算出伽玛射线暴是宇宙当中最明亮的天体现象. 相对论火 球模型能够很好的 解 释伽玛 射线暴及其余辉的非热辐射。 值
2、得一提的是在伽玛射线暴的研究发展中， 一些重 要的 理论预测往往走在观测的前面. 例如， 在火球模型的框架下， 余辉和光学闪都是必然 产物， 而这两个现象随后都被观测所证实. 伽玛射线暴的中心能源被炽热的 火球 遮挡， 直接的 探测是不可能的， 所以一般是通过对余辉的深 人研究来探讨伽玛射线暴的能源机 制和其他一些性质， 现在已 经直接证实了起码有些伽玛射线暴是大质量恒星塌缩 所致。在这篇硕士论文中， 我主要讨论的是余辉的 研究进展和柱状喷 流模型的动力学和辐 射特征. 论文的 结构和内容 如下:第一 章主要 讲述的 是伽玛射线暴， 余辉及其宿主 星系的 观测特 征。 在接下来的 章节 里 我
3、们 可以 看到当前的 理论是如何解释这些观测性质的.第二章讨论火球模型. 伽玛射线暴的谱和光变曲线的特征是建立火球模型的基础. 一般认为伽玛射线 暴复杂的 多峰结构是由内 激波产生， 而光变曲线 平滑的 较低能的多波 段的余辉辐射来源于 外激波和暴周物质的相互作用。 反激波理论则 很好的 解释了早期余 辉的光学闪现象。第三章主要讨论伽玛暴余辉的 外激波模型。 这个章节简述了余辉的标准模型 和后标 准模型 .文中首先讲述了 相对论外 激波的动力学性质，我们组所采用的动力学模型发展 了早先的 理论使之 进一步适用于非相对论阶段; 接下来介绍了波后幕律分布的 相对论电 子的 辐射谱和 特定频 率的光
4、变曲 线。后 标准模型本文主 要讨论了锥形喷流的一些效应以 及外围是星风环境时的外激波的动力学和辐射的情况。第四 章讨论在余辉研究领域的 一些最新的进展.最新的一些统计 文章认为伽玛射线 暴的能量释放值非常 相近。 如果伽玛 射线暴真的可以 近似为标准烛光， 我们 就可以以 伽玛 射线暴 尤其 是高红移 伽玛 射线暴 为探针来研究宇宙学。X 射线闪在空间 望远镜H E T E - 2 运 行后得以被更好的 研究， 现在观测和理论都认为Y 射线闪只是伽玛射线暴的一个分支.第五章主要讲述我们 发表在 中国 天文和天体物理杂志 上的文章. 这篇文章主要 研究了 柱状喷流在星风环境中 传播的 模型，
5、我们详细地探讨了 无侧向 膨胀和侧向膨胀两 种情形，最后发现这种几何结构的喷流确实能解释一些伽玛射线暴的 余辉。第六章主要是对伽玛射线暴研究领域的展望京大兰研t生毕业论文英文摘要纸T H ES I S :S PECI AL I ZATI ON:POSTGRADUATE:M E N TO R :Re s e a r c h On Ga mma - Ra y Bu r s t Af t e r g l o w sa n d t h e C y l i n d r i c a l J e t Mo d e lAs t r o p h y s i c sMa Ha it a oDr . Hu a n
6、g Y o n g - f e n gABS TRACTA f t e r t h e fi r s t d e t e c t i o n in 1 9 6 7 , g a mm a - r a y b u r s t s ( G R B s ) h a v e i n t r i g u e d a l o t o f r e s e a r c h e r s . T h i sfi e ld h a s d e v e l o p e d f a s t e s p e c i a l l y a f t e r t h e o b s e r v a t i o n o f t h
7、e a ft e r g l o w o f G R B 9 7 0 2 2 8 , w h i c h ma k e ss u r e t h a t g a mma - r a y b u r s t s t a k e p l a c e a t t h e c o s mo l o g i c al d i s t a n c e s , t y p i c a ll y x 1 , t h u s t h e y t u r n o u tt o b e t h e b r i g h t e s t p h e n o me n o n i n t h e u n i v e r
8、s e . T h e r e l a t iv i s t i c fi r e b a l l mo d e l c a n e x p l a i n G R B s a n da f t e r g l o w s p r e t t y w e l l . I t is s o b r i l l i a n t t h a t t h e mo d e l h a s p r e d i c t e d a f t e r g lo w s a n d o p t i c al fl a s h e s b e fo r et h e d e t e c t i o n s . T
9、 h e i n n e r e n g i n e i s h i d d e n b y t h e fi r e b a l l , s o p r e s e n t l y t h e r e s e a r c h o f t h e a f t e r g l o w s i st h e b e s t w a y t o s t u d y p r o g e n i t o r s in d i r e c t l y . O b s e r v a t i o n s h a v e c o n v i n c e d u s t h a t a t l e a s t
10、s o me G R B so r i g i n a t e f r o m ma s s i v e s t a r s c o l l a p s i n g .I n t h i s M. D . t h e s i s , I ma i n l y d i s c u s s t h e r e s e a r c h o n a ft e r g l o w s a n d t h e c y l i n d r i c a l j e t mo d e l . T h es t r u c t u r e a n d t h e c o n t e n t s a r e s k
11、 e t c h e d a s f o l lo ws :C h a p t e r 1 d e n o t e s t h e o b s e r v a t i o n a l c h a r a c t e r i s t i c s o f g a m ma - r a y b u r s t s , s u c c e d e n t a f t e r g l o w s ,a n d h o s t g a l a x i e s . I n t h e n e x t p a r a g r a p h s w e c a n s e e h o w t h e p r e
12、s e n t t h e o r y ma k e s c l e a r t h eo b s e r v a t i o n s .C h a p t e r 2 d is c u s s e s t h e fi r e b a l l mo d e l , w h i c h i s e s t a b l i s h e d b a s i n g o n p r o p e r t i e s o f s p e c t r u ma n d l i g h t c u r v e s o f g a mm a - r a y b u r s t s . G e n e r al
13、 l y , m u l t i - p e a k s s t r u c t u r e s i n G R B l i g h t c u r v e s a r et h o u g h t t o b e p r o d u c e d b y i n t e r n a l s h o c k s , w h il e e x t e r n a l s h o c k s p r o d u c e s mo o t h mu lt i - b a n d sa f t e r g l o w s . T h e r e v e r s e s h o c k t h e o r
14、 y e x p l a i n s e a r l y o p t i c a l fl a s h e s v e r y w e l l .Ch a p t e r 3 d i s c u s s e s t h e b l a s t w a v e m o d e l o f a f t e r g l o w s . S t a n d a r d mo d e l a n d p o s t - s t a n d a r d t h e o r ya r e b o t h i n t r o d u c e d . D y n a mi c s o f t h e e x t
15、 e rna l s h o c k i s d i s c u s s e d fi r s t , a n d t h e e q u a t i o n t a k e n i no u r g r o u p i s c o r r e c t in b o t h u l t r a - r e l a t i v is t i c a n d n o n - r e l a t i v is t i c p h a s e s . S t u d i e s o n t h e e mi s s i o no f s h o c k e d e l e c t r o n s g
16、i v e t h e t h e o r e t i c a l s p e c t r u m a n d t h e li g h t c u r v e o f a c e r t a i n f r e q u e n c y . If o c u s o n t h e e ff e c t s o f c o n i c a l j e t s a g a in s t s p h e r i c a l fi r e b a l l s a n d t h e w i n d e n v i r o n m e n t c o m p a r i n gt o t h e i n t e r s t e l la r m e d i u m a m o n g t h e p o s t - s t a n d a r d t h e o r i e s .C h a p t e r 4 d is c u s s e s r e c e n t d e v e l o p m e n t s i n t h e a f t e r g l o w r e s e
