《伽玛射线暴的内禀能量及极早期余辉》由会员分享，可在线阅读，更多相关《伽玛射线暴的内禀能量及极早期余辉（117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 0 级 硕士 生姓名 指导教师 ( 性名、职称 ) :伽玛射线暴的内票能量及极早期余辉 范一中 戴子高教授摘要伽玛射线暴的研究在过去的6 年里取得了突破性的进展:一 伽玛射线暴的宇宙学 起源得到了确认;二.火球模型的外激波理论对大部分的余辉光变曲线给出了令人满意 的描述;三，观测到伽玛暴和超新星成协，表明伽玛暴可能起源于大质量恒星的死亡; 四.一系列后标准效应如喷流效应， 环境效应，能量注入等的提出使得我们能够解释那 些不规则的余辉光变曲线，并反过来对能源给出了一些初步的限制。本论文对目 前伽玛暴研究中一些比 较成熟的理论模型模型加以了整理，总结。
2、笔者 有一个原初的愿望，那就是本论文能为一些有志于从事伽玛暴研究的低年级研究生。甚 至长期从事伽玛暴研究的专业人员提供一本准参考书。 为达到这一目 的， 我们尽量使讲 述的内容条理化，系统化。 文中大量的篇幅都有引文标记，我们忠于原文但绝不局限于 原文. 一般的， 我们的叙述和原著有较大的差别: 有的是使叙述简明化、 系统化， 有的则 是对原文加以订正和发展. 希望我个人的努力能够为大家理解认识G R B 起到抛砖引玉的 作用本论文的体系安排如下: 第一章从整体上介绍3 0 来年我们认识伽玛暴的曲 折历程; 第二章讨论火球的致密性问题以及火球的相对论性运动;第三章介绍了相对论性激波的 基础知识
3、， 伽玛暴的观测及内激波理论模型;第四章介绍伽玛暴结束后火球的进一步演 化:极早期余辉及后期余辉的观测及理论 ( 标准模型) ;第五章介绍为更好的解释余辉复 杂多变的光变曲线而引入的一些后期效应: 如j e t ， 环境效应， 能量注入等; 第六章介绍伽 玛暴的能源模型， 以及和伽玛暴相关的一些高能物理问 题: 如中微子， 高能宇宙射线等.第七章到十章是本人的一些工作:第七章， 基于前人多波段拟合的数据我们讨论了G R B 9 9 0 1 2 3 伴生的光学闪.我们认 为对于厚壳层情形，反向激波有一个从非相对论向相对论转变的过程，并给了相应的光 变曲线。在该基础上认为该光学闪是一个厚壳层所为.
4、我们还惊奇地发现多波段拟合的 数据结合反向激波模型并不能很好地解释观测到的光学闪.第八章，我们讨论加速相结束后壳层中含有大量中子而不完全是质子的火球的极早 期余辉.我们发现在一些参数空间里， 早期的动力学行为和质子火球相差甚远， 并可能 出现光学波段突然增亮的现象。第九章，我们指出:前人研究星风环境中喷流的后期动力学演化时用了一个不正确 的 关系r 二 t - i / 2 ， 事 实上我们 不 能 给出 一 个 恰当 的 解析 解。 但我 们 成功的 证实: 和 均匀 介 质情形一样， 由于喷流的边缘膨胀以及B e a m in g 效应的共同作用， 光变曲线会出现一个明 显的拐折。基于此我们
5、导出了星风环境均匀介质环境下拐折时间的解析表达式。 并以此出发导出了2 6 个伽玛暴的初始张角以及相应的几何修正能量。 我们发现它们的确有成团 的趋势， 尤其是8 个被认为是星风起源的伽玛暴。平均而言，均匀介质环境中的伽玛暴 的伽玛波段能量约为星风环境中的两倍，差距并不明显，所以我们认为两种环境下伽玛 暴的前身星都为大质量恒星.第十章， 我们讨论了 火球阶 段的正负电 子对的产生， 湮灭和再辐射行为. 我们认为确 有大量的电 子对产生， 但是其再辐射 ( 同步 辐射) 的频段较低， 不会直接影响到B A T S E 的观测谱.正负电 子对的存在对于极早期反向激波辐射的影响也不明显，至少对于光学
6、 波段是这样。第十一章中我们总结了伽玛暴研究领域上存在的一些问 题，并结合未来的探测卫星 对理论研究作了一些展望.最后我们申明: 本论文的第一章， 第十一章分别参考了黎卓的博士毕业论文第一章， 第六章( 2 0 0 3 ) ， 第二章主要参考了 戴子高( 1 9 9 9 ) ， 吴雪峰( 2 0 0 2 ) 的讲义.1 1 1京大学研究生毕业论文英文摘要首页用纸THES I S:S PECI ALI Z ATI ON:POS TGRADUATE:M ENTOR:Th e Ge o me t r y C o r r e c t e d P r o mp t Ga mma - r a y E n
7、e r g yRe l e a s e o f GR B s a n d t h e V e r y E a r l y A f t e r g l o w sA s t r o p h y s i c sF a n Yi z h o n gPr o f . Da i Z i - g a oABS TRACTG a m m a - r a y b u r s t s ( G R B s ) 一 r a n d o m a n d七 r a n s i e n t g a m m a r a y s f r o m t h e s k y一 a r e fi r s t d e t e c t
8、e d i n 1 9 6 7 , a n d h a v e b e e n r e g a r d e d a s a g r e a t m y s t e r y s i n c e t h e n . I n t h e p a s t s i x y e a r s , t r e m e n d o u sa d v a n c e m e n t s h a v e b e e n ma d e : F i r s t , t h e m u l t i- w a v e l e n g t h a f t e r g l o w s o f d o z e n s G R B
9、 s h a v e b e e n o b s e r v e da n d t h e i r r e d - s h i f t s h a v e b e e n d e t e r m i n e d . A s a c o n s e q u e n c e , t h e c o s m o l o g i c a l o r i g i n o f G R B s h a s b e e nc o n fi r m e d . S e c o n d , t h e i m p u l s i v e s h o c k m o d e l p r o v i d e s u
10、s s a t is f a c t o r y d e s c r i p t i o n s f o r m a n y a f t e r g l o w s .T h i r d , i t i s s h o w n t h a t s e v e r a l G R B s a r e a s s o c i a t e d w i t h S N e , w h i c h i m p l y i n g t h a t t h e G R B s a r e b o r nw i t h t h e d e a t h o f t h e ma s s i v e s t a
11、r s . F o r t h , s e v e r a l p o s t - s t a n d a r d e ff e c t s h a v e b e e n p r o p o s e d t o e x p l a i ns o m e u n u s u a l l i g h t c u r v e s , w h i c h i n r e t u r n p r o v i d e s u s s o m e c o n s t r a i n t s o n t h e e n e r g y s o u r c e sI n t h i s t h e s i s
12、 , w e c o l l e c t a n d r e a r r a n g e t h o s e w e l l - s t u d i e d w o r k s p u b l i s h e d i n r e c e n t y e a r s t o p r o v i d ea t e x t b o o k r a t h e r t h a n j u s t a c o l l e c t i o n o f r e p r i n t s f o r t h o s e w h o a r e i n t e r e s t e d i n G R B s ,
13、e s p e c i a l lyu n d e r g r a d u a t e s t u d e n t s . F o r t h i s r e a s o n , w e t r y t o s y s t e m i z e t h e s e f a m o u s w o r k s f a r m o r e t h a n c o p y :i n mo s t c a s e s w e f o l l o w t h e i r w o n d e r f u l i d e a s r a t h e r t h a n t h e i r s t a t e
14、me n t s . S o , w e h o p e t h e r e a d e r w i l ln o t b e s u r p r i s e d t o r e a l i z e t h e s e d i ff e r e n c e s : s o me a r e j u s t s i m p l i fi c a t i o n s o f t h e n a r r a t i o n , s o me a r e o u ra d j u s t me n t s , a n d o t h e r s a r e o u r a d v a n c e me
15、 n t s .T h e t h e s i s i s a r r a n g e d a s f o l l o w s : t h e m a i n a c h i e v e m e n t s t o r e v e a l t h e e n i g m a o f G a m m a - R a y b u r s t s i n t h e p as t t h i r t y y e a r s h a v e b e e n r e v i e w e d b r i e fl y i n C h a p t e r 1 . I n C h a p t e r 2 ,
16、t h e c o m p a c t n e s s p r o b le m o f t h e i n i t i a l fi r e b a l l h a s b e e n e m p h as i z e d a n d o n e p o s s i b l e s o l u t i o n - t h e r e l a t i v i s t i c m o v e m e n t h a s b e e np r o p o s e d . I n C h a p t e r 3 , t h e f u n d a m e n t a l k n o w l e d g e o f t h e r e l a t i v i s t i c s h o c k h a s b e e n s u m ma r i z e d a n dt h e i n t e r n a l s h o c k mo d e l s f o r t h e G a mma - R a y B u r s t s h a v e b e e n i n t r o d u
