伽玛射线暴X射线余辉的光变和谱性质研究

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伽玛射线暴(简称伽玛暴)是宇宙中最猛烈的Y射线爆发现象。在Y射线爆发爆发之后,一般能够观测到X射线耀发。一般认为X射线耀发起源于中心引擎的晚期活动,产生于相对论性的火球中。本论文对X射线耀发的光变曲线、谱演化进行了系统的研究。同时,也研究了具有X射线鼓包成分的伽玛暴属性。第一章,简要介绍了伽玛暴观测和理论上的研究进展。结合本人硕士期间所开展的工作,第二章详细介绍了Swift时期伽玛暴的研究进展。第三章,介绍了我们对于X射线耀发下降段的研究工作。在曲率效应模型框架下,我们对29个比较亮的X射线耀发的光变曲线和谱指数的演化行为进行了联合拟合,估算了X射线耀发的洛伦兹因子和辐射区位置。结果显示,我们所研究的X射线耀发,其快速下降段的特征时标大约在35秒到351秒,而洛伦兹因子在10到78之间。基于此可以估计出X射线耀发的辐射区位置,也就是:Rx~7.1×1014至2.7×1016cm。这个结果显示,X射线耀发发生的位置比X射线耀发时间处的余辉位置靠内。第四章,介绍了我们对于具有X射线鼓包成分的伽玛暴所开展的研究工作。从光变和谱两个角度,我们系统分析了所找到的这些暴的X射线鼓包成分。发现鼓包成分的谱指数基本不随时间演化;另外,光变曲线可以用多成分的幂律函数进行拟合。对X射线鼓包、光学起始鼓包以及光学晚期增亮鼓包的参数进行比较,发现它们基本一致,也就是:峰值光度和半宽均和时间有紧密的相关性,分别为Lp∝tp-0.71±0.07和w∝tp0.94±0.07。最后,假定x射线鼓包起源于伽玛暴瞬时辐射火球的减速,对于有红移观测的源,我们估算了伽玛暴瞬时辐射的洛伦兹因子和辐射效率,分别在20到130及0.02%到3.55%的范围内。
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