伽玛暴能谱性质和喷流结构模型的统计研究

论文摘要

本文概述了γ射线暴（GRBs）及其余辉观测和理论研究的历史及最新进展,详细介绍了GRB领域的理论模型以及存在的问题,并介绍了本人在硕士研究生期间所做的GRB能谱性质和喷流结构模型统计方面的研究工作。 我们运用BATSE和HETE-2的观测数据研究了HR-Ep关系上长暴、短暴和X射线闪（XRFs）的谱的特征。用普遍的Band函数来拟合后,我们发现:（1）HETE-2观测得到的长暴和XRFs在HR-Ep图上处于同一序列,XRFs是长暴在这个序列的低能延伸;（2）长暴和XRFs的序列主要靠低能谱指数α来描述,高能谱指数β是很不确定的;（3）BATSE观测给出的短暴序列却明显不同于长暴,大多数的长暴都位于短暴之上,这说明对于相同的Ep值,短暴的HR比长暴的大;（4）对于BATSE长暴样本最佳拟合得到:α=-0.3,β=-2.05,并且计算过程中的β值也是不确定的;（5）短暴的α值明显小于长暴的。 我们用BATSE长暴检验了结构化喷流模型预言的GRB视角的分布。首先,考虑到观测效应,我们假设观测的GRB发生率与恒星形成率成正比。其次,通过Er和Ep之间的关系,我们得到了BATSE长暴的检验分布:Pob（θ）与Pob（θ,z）。最后,通过比较结构化模型预言的Pth（θ）、Pth（θ,z）与我们的结果,我们检验了不同的结构化模型。为了使比较的结果更合理,在推导结构化模型的预测中运用了一个对应长暴选择标准的“有效”阈值。比较结果说明,单一的Gaussian型喷流模型和幂率喷流模型预言的Pth（θ）、Pth（θ,z）与我们的结果不是很一致,然而一个双成分的喷流结构模型却能给出较好的一致性。

论文目录

• 摘要
• 前言
• 第一篇 综述
• 第一章 观测特征
• 第一节 谱
• 第二节 光变曲线
• 第三节 余辉
• 一、X射线余辉
• 二、光学和红外波段余辉
• 三、射电波段余辉
• 第四节 寄主星系和形成率
• 一、寄主星系
• 二、GRB形成率和光度
• 三、与超新星成协
• 第二章 理论研究
• 第一节 相对论效应
• 一、相对论运动的必要性
• 二、时间膨胀效应
• 第二节 物理过程
• 一、相对论激波
• 二、火球-激波模型
• 三、喷流模型
• 四、同步加速辐射
• 五、逆康普顿散射
• 第三节 能源模型
• 一、大质量恒星的坍缩
• 二、致密星的并合
• 三、小质量黑洞捕获中子星
• 第二篇 研究工作
• p关系上的GRB序列'>第三章 HR与E_p关系上的GRB序列
• 第一节 引言
• 第二节 分析方法
• 第三节 长暴和X射线闪
• 第四节 长暴和短暴
• 第五节 小结
• 第四章 由BATSE数据检测结构化喷流模型
• 第一节 经验方法
• 第二节 理论依据
• 第三节 结果
• 第四节 结论和讨论
• 第三篇 问题与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢