γ射线暴火球的演化与余辉

GRB主爆后，火球继续膨胀，根据暴后火球的动力学演化方程，考虑电子的分布随时间的变化，通过数值求解，得到光学R波段和X射线余辉与时间t的关系。计算结果与观测结果相比较，符合得很好。最后，还讨论了火球＋激波模型的不足。     

伽玛射线暴:各向同性火球还是柱形喷流?

多数伽玛射线暴的光学余辉衰减较平缓且光变曲线未见明显拐折，通常认为它们产生于各向同性火球，GRBs970228,970508,971214,980329及980703等就是典型的例子，但柱型喷流模型其实也能对这类伽玛射线暴的余辉给出极好的拟合，因此它们完全有可能产生于柱形喷流，而并非一定是来自各向同性火球。     

Gamma暴余辉的相对论流体动力学演化和光变曲线

本文首先对Gamma暴的观测特性和物理过程作了简要的介绍，而后，对火球模型的相对论流体动力学机制和同步加速辐射机制作了论述。主要工作是：具体研究火球所抛出壳层的相对论流体动力学演化，应用同步加速辐射机制，通过由共动坐标系到实验室坐标系的相对论变换，得到Gamma暴余辉的光变曲线。对于火球壳层的不同的动力学演化规律，各向同性或各向异性的壳层抛出形式，以及不同的外部介质环境，所得到的光变曲线都各不相同。通过对这些不同的光变曲线的比较，明确了Gamma暴余辉的整体的物理演化图象以及各种物理过程在Gamma暴余辉演化过程中所起的作用，并从余辉演化的方面进一步理解了Gamma暴的物理本质。     

火球框架下的不同角区域形成的脉冲

在火球模型下,研究了不同的无联系的和有联系的角区域的脉冲性质。发现:(1)FRED脉冲形状的上升和下降阶段来自于火球面的不同角区域,并且上升部分主要来自于靠近视线轴向的角区域部分;(2)整个火球形成的FRED脉冲形状主要是有张角为γ6/10的角区域部分提供;(3)球形火球或者张角大于γ6/10的喷流可以形成FRED脉冲形状。如果伽玛暴源不是球形火球或者也不是张角大于γ6/10的喷流,则形成的观测脉冲不是FRED形状。     

Gamma暴余辉的相对论流体动力学演化和光变曲线

本文首先对Gamma暴的观测特性和物理过程作了简要的介绍 ,而后 ,对火球模型的相对论流体动力学机制和同步加速辐射机制作了论述。主要工作是 :具体研究火球所抛出壳层的相对论流体动力学演化 ,应用同步加速辐射机制 ,通过由共动坐标系到实验室坐标系的相对论变换 ,得到Gamma暴余辉的光变曲线。对于火球壳层的不同的动力学演化规律 ,各向同性或各向异性的壳层抛出形式 ,以及不同的外部介质环境 ,所得到的光变曲线都各不相同。通过对这些不同的光变曲线的比较 ,明确了Gamma暴余辉的整体的物理演化图象以及各种物理过程在Gamma暴余辉演化过程中所起的作用 ,并从余辉演化的方面进一步理解了Gamma暴的物理本质     

逆康普顿散射对γ暴余辉的影响

γ暴余辉的发现是γ暴研究史上的一个重大突破,火球模型几乎可以较好地解释γ暴余辉的观测特性。但在标准的火球模型中,通常只考虑电子的同步加速辐射,没有考虑电子逆康普顿散射的贡献。这里我们详细计算了逆康普顿散射对γ暴余辉的影响,发现在一定的条件下,逆康普顿散射的影响是很重要的,它可以显著地改变辐射能谱,进而改变γ暴余辉的光变特性。     

观太阳火球

观太阳火球李良太阳作为一个炽热的发光气体球，是地球上一切生物的能量源泉，自古以来，人们就想知道太阳是什么样子？其结构如何？考古学家们在埃及一座庙宇里找到一幅３５００年前的壁画，上面画得是古埃及人膜拜太阳的情景。太阳被画作一个光芒四射的、凸起的圆盘，在...     

从微波背景说开去——远紫外成像摄谱仪简介

相信大家对大爆炸宇宙理论都已不再陌生吧？在宇宙诞生的早期,它的温度极高,密度极大,这时辐射支配着一切。宇宙被一个炽热的X射线和γ射线形态的短波黑体辐射火球填充。随着宇宙的膨胀,这个火球的光辐射会逐渐稀化和冷却,但由于没有“宇宙之外”的地方让这一辐射逃走,它永远充满着宇宙空间,就像气球内部的气体永远充满气球一样。如果拉扯气球使它变大,     

宇宙能被挤压到多小？

宇宙能被挤压到多小？之所以提出这个问题是因为宇宙在膨胀并假设所有天体来源于同一地点，一次原始火球的大爆炸。如果认为宇宙中的一切物质都是由夸克和电子组成的，根据观测到的各层次天体的分布情形，我们就可以用考虑数量级的方法求出这一问题的答案。已观测到的宇宙...     

暴胀宇宙学说简介

暴胀宇宙学说简介许梅宇宙创生的热大爆炸学说（标准宇宙模型）已被大多数宇宙学家所接受，并得到观测的支持，证据有：宇宙膨胀或“哈勃红移”，３Ｋ宇宙微波背景辐射以及氘和氦的丰度。但此学说也有其难以解决的问题，如（１）“奇点”疑难，即原始火球温度无限高、物质...     

脉冲星参数的取值对γ暴火球余辉的影响

用中心有脉冲星的γ射线暴的火球模型计算出GRB970228和GRB000301c两个γ射线暴的余辉辐射流，计算结果与观测结果相比较，符合的很好，解释了GRB970228和GRB000301c光学R波段余辉的光变曲线带‘拐折’的特征，讨论了中心脉冲星参数的取值对余辉的光曲线起的重要作用。     

内激波火球中e±的产生、湮灭及再辐射

在内激波伽玛暴(GRB)模型下,中心能源喷出一系列质量相当但整体Lorentz 因子相差悬殊的物质壳层,这些先后快慢的壳层发生激烈的碰撞并产生相对论性的激波,壳层中的电子被激波加热后通过同步辐射和逆康普顿散射发射高能γ光子.对于能量高达GeV的高能光子(观测者系)可能因为γ-γ碰撞产生电子对而被火球吸收.Pilla和Leob数值计算发现产生的电子对数目远高于火球本身的电子数目,Li等人最近也得到了类似的结果并以此来解释早期余辉中缺少光学闪.通过解析研究该过程中电子对的产生与湮灭随时间的演化后,发现对于一个典型的pulse,同步高能部分产生的e±数目早期较多,湮灭率也高;在后期由于受到最大同步辐射频率的限制,该成分不再对e±的产生有贡献.与之不同,逆康普顿散射成分对e±的产生的贡献近似与pulse的持续时标成正比.在典型的参数范围下,两种成分共同作用产生的电子对数目可达原火球携带的电子数目的10来倍.由于所产生的e±的Lorentz因子较小,相应的同步辐射不会影响到观测谱(至少在BATSE探测器的能段是这样),但再次逆康普顿散射后则可能影响到观测谱.由于电子对的质量远比质子质量小,所以对后期的火球动力学演化的影响不大.至少对于均匀介质环境,电子对的存在对于早期余辉的光学辐射影响不大.     

流星电声响研究

对有关电声响(Electrophonic sounds)研究的历史和现状做一综述。早在公元前，我国就有关于流星声音的记录。近20年来，对流星电声响的报道与研究有了很大进展，电声响被定义为由电磁辐射直接转换成的可听见的声音。据报道，大的流星火球、非常明亮的北极光、附近的强闪电、地震以及核爆炸等，都可能产生电声响。但是，由于这些事件的罕见性、偶发性以及物理过程的特殊性，电声响无论在观测上，还是在理论研究方面都有很大的难度和许多至今仍未解决的问题。     

等时面与γ射线暴余辉

在γ射线暴（ 简称γ暴） 的火球模型下,γ暴余辉存在等时面,面上发射的光子会同时被观测到．通过对等时面积分来计算辐射流量Ｆν（ｔ） ,结果表明等时面的引入对峰值以及峰值前后流量随观测者时间的变化关系有明显的影响     

诗意的星河（十一）——古诗中的流星描写

流星,是一种大气现象,但它的起因是太阳系空间的小天体——流星体闯入地球大气、其高速动能转化为热能而出现的燃烧发光现象,因此一直归入天文学领域,成为“天象”。当流星体特别大时,流星看起来象一个火球,非常耀眼,甚至一瞬间照得大地如同白昼,称“火流星”：当许多流星体不断闯入大气时,我们有时会看到流星多得象下雨一样,这种现象称“流星雨”。     

γ暴研究的重大突破：余辉的发现与观测研究

由于BeppoSAX卫星的独特贡献,最近观测到了若于Υ暴在X射线、光学甚至射电波段上的对应体,一度陷入困境的Υ暴研究再次取得了突破性的进展。目前已经观测到了Υ暴GRB970228持续六个月以上的光学余辉,发现它可能位于一个暗弱的宿主星系中;GRB970508的光学余辉有较为复杂的表现,并测出其红移范围0．85＜z＜2．1。在该暴发生约五、六天之后,还观测到了射电耀发现象。观测上的重大突破比较有力地支持了Υ暴的宇宙学起源及火球模型。     

伽玛射线暴内光度和峰值能量关系的再研究

使用了185个伽玛射线暴(简称伽玛暴)的5 218个时间分辨谱数据,重新研究了伽玛暴内光度和峰值能量的关系及该关系对火球模型的限制二研究结果表明:(1)不管是在伽玛暴内还是在伽玛暴间各向同性等值光度Liso和静止系中vF,谱的峰值能量E'p之间关系式Liso∝E'2p都存在;(2)不管是动能主导的内激波模型还是磁耗散主导的外激波模型都能很好地解释关系式Liso∝ E'2p及ω的值.这些结论与Liang等人的结论是一致的.     

γ射线暴X射线耀发的研究进展

γ射线暴是宇宙中恒星尺度的最剧烈爆发现象。γ射线暴瞬时辐射结束后,进入余辉辐射阶段。X射线耀发是γ射线暴X射线辐射衰减过程中出现的短时标闪耀现象。X射线耀发的脉冲轮廓具有不对称性,其上升时标小于下降时标。在部分γ射线暴中,X射线耀发的亮度达到瞬时辐射的亮度。X射线耀发的持续时间与峰值时间具有线性关系。X射线耀发的光谱比X射线余辉的光谱硬。早期X射线耀发与晚期X射线耀发相比,其脉冲轮廓较窄,光谱较硬。X射线耀发产生的物理过程类似于γ射线暴瞬时辐射的物理过程。在火球(fireball)模型中,内部壳层之间发生碰撞,产生的内激波加速电子,电子的同步辐射产生X射线耀发。当火球扫过星际介质,外激波加速电子时,电子的同步辐射也可产生X射线耀发。在光球(photospere)模型中,能量耗散发生在光学厚的区域,热辐射的光谱峰值落在X射线能段附近,γ射线暴的喷流在光球半径处会产生X射线耀发。如果射线暴喷流由坡印亭能流主导,喷流就会与星际介质相互作用,磁场的不稳定性使磁场发生耗散,产生的能量形成X射线耀发。γ射线暴的喷流具有几何效应。一部分同步辐射可能发生在喷流辐射面的高纬度处。由于曲率效应(curvature effect),各向异性辐射与各向同性辐射相比,X射线耀发的峰值出现较晚。此外,在γ射线暴发生后,黑洞会间歇性地吸积外部介质。在吸积过程中,黑洞周围的磁场会调节吸积的速率和喷流中的能量,这是出现多个X射线耀发的原因。     

关注今年七月——人造探测器将撞击彗星

2005年1月12日发射的美国“深度撞击”(Deeplm-pact)彗星探测器,将在今年7月首次撞击名叫“坦普尔1号”的彗星,以实现研究彗星内部秘密的计划。举世注目的“深度撞击”号价值3.3亿美元,太空行程大约4.31亿千米。此举是人类第一个实际接触并探索彗星的空间活动。2005年4月29日,美国公布了“深度撞击”号所拍摄的“坦普尔1号”图片,拍摄时间是4月25日,正在太空与目标彗星“赛跑”的“深度撞击”号距离彗星6387.73万千米。在宇宙的黑色背景中,该彗星看上去像是一个浓烟滚滚的火球,不过它本质上由冻结的水、岩石和气体物质凝聚成的,并没有火。     

伽玛射线暴及其余辉研究进展

伽玛射线暴是一种来自宇宙空间随机方向的短时间内伽玛射线突然增亮的现象。伽玛射线暴虽然早在1967年就由Vela卫星观测到,但直到1997年人们才通过余辉观测确定其寄主星系,并通过寄主星系的红移最终确定了伽玛射线暴的宇宙学起源。对伽玛射线暴研究概况进行了评述:详细介绍了伽玛射线暴及其余辉的观测进展,特别是近期Swift卫星和Fermi卫星带来的新发现;系统描述了伽玛射线暴标准火球模型、伽玛射线暴余辉物理(相对论性外流与暴周环境介质的相互作用过程、辐射产生机制等)及伽玛射线暴的前身星等。也对伽玛射线暴的未来研究进行了展望。